結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)系統(tǒng)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制方法的研究.pdf

1、隨著地震等自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，所造成的生命財(cái)產(chǎn)損失也越來越嚴(yán)重，人們逐漸認(rèn)識到建筑結(jié)構(gòu)采用合理的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性。目前，科研人員一般通過結(jié)構(gòu)試驗(yàn)來驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性以及力學(xué)分析的正確性，而結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中最不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。為了保障結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的順利進(jìn)行，必須對結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)系統(tǒng)的力控制方法進(jìn)行研究。
　　本文首先介紹了結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)系統(tǒng)的國內(nèi)外研究概況，總結(jié)了力控制策略的研究現(xiàn)狀以及關(guān)鍵性問題，并提出了本課題的主要研

2、究內(nèi)容。然后介紹了60000kN結(jié)構(gòu)加載試驗(yàn)系統(tǒng)的組成以及工作原理，按照負(fù)載匹配原理設(shè)計(jì)了各方向的液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)，根據(jù)指標(biāo)中當(dāng)量摩擦系數(shù)的要求為垂向四套液壓作動(dòng)器設(shè)計(jì)了不完全平衡型靜壓支撐，并建立各方向液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型，為后續(xù)整體系統(tǒng)建模仿真以及力控制方法的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　然后對結(jié)構(gòu)加載系統(tǒng)的力控制進(jìn)行了研究，根據(jù)基于位姿的顯力控制思想提出了整體多自由度結(jié)構(gòu)加載系統(tǒng)的控制方法，介紹了控制系統(tǒng)以及力控制器的結(jié)構(gòu)。建立了位姿合成分

3、解控制器，并進(jìn)行了幾何解耦，提出了壓力鎮(zhèn)定控制器以削弱內(nèi)力耦合。對結(jié)構(gòu)加載系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合仿真試驗(yàn)，驗(yàn)證了力控制方法的合理性。
　　最后針對橡膠支座試件在動(dòng)態(tài)加載過程中剛度和阻尼參數(shù)發(fā)生變化的特性，提出了模型參考自適應(yīng)控制方法。根據(jù)Lyapunov第二判別法推導(dǎo)了系統(tǒng)廣義誤差的狀態(tài)方程以及自適應(yīng)控制律，完成了模型參考自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計(jì)。分別在單通道系統(tǒng)和多自由度系統(tǒng)的層面上進(jìn)行了常規(guī)PID控制與自適應(yīng)PID控制的對比仿真試驗(yàn)，