数字化振动台仿真控制方法研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sam_rao
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我国位于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,所以建筑结构抗震性能研究意义甚大。地震模拟振动台是研究结构抗震性能最直接、最重要的手段,是建筑抗震研究工作的重要试验设备之一。但是由于地震模拟振动台对波形再现具有局限性,从而使试验结果存在较大偏差。本文以三维六自由度地震模拟振动台为研究对象,分别从液压系统和控制系统两个方面对其进行分析,对整个振动台的信号采集、信号传递及其实际运作方式进行研究,建立符合实际的数字化振动台仿真模型,并将振动台上采集到的真实数据与模拟结果进行对比,验证了模型的准确性。本文主要包括以下内容:首先,对数字化振动台激振系统进行建模,根据振动台在空载时实际试验数据,采用频响反应法对激振系统中的作动器各部分参数进行拟合,确定未知参数的最佳匹配并估算已有系统参数的调整范围,为实际设计过程提供必要的参数,完成作动器模型的局部优化。然后,分别对数字化振动台其它子系统进行数学的建模,通过soilworks建立数字化振动台的几何机械模型,利用SimMechanics/soilworks转换器对数字化振动台进行多体机械模型转换。在SimMechanics中建立数字化振动台的整体模型,考虑了控制系统、机械系统和运动方式等不同因素影响,保证了模型的实时数据转换,实现了三方面的统一控制和数字化振动台的可视化。最后,通过对振动台基本控制系统的分析,发现三参量基本控制系统在控制高低频反馈信息时,响应信号与参考信号存在较大偏差。本文引入自适应逆控制法对数字化振动台高低频阶段波形进行控制,通过优化的RLS算法对逆模型进行辨识,并对其进行模拟仿真。将振动台上采集到的数据与仿真结果进行对比,结果表明采用自适应逆控制法控制高低频阶段波形具有良好的可行性和优越性。
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