考慮作動器特性的實時子結(jié)構(gòu)試驗等效力控制方法.pdf

1、實時子結(jié)構(gòu)試驗方法是將數(shù)值子結(jié)構(gòu)計算與試驗子結(jié)構(gòu)實時加載試驗相結(jié)合的聯(lián)機試驗方法。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震試驗相比，實時子結(jié)構(gòu)試驗對加載設(shè)備和積分算法都有更高的要求。這就需要對實時子結(jié)構(gòu)試驗的可行性進行判斷，并對試驗結(jié)果進行估計。準確的實時子結(jié)構(gòu)試驗的數(shù)值仿真模型是對試驗預(yù)估的一個重要手段。
　　本文基于Colorado University結(jié)構(gòu)實驗室的液壓伺服作動器數(shù)值模型建立了實時子結(jié)構(gòu)試驗等效力控制方法的 Simulink數(shù)值仿真模

2、型，并針對具有位移相關(guān)型試件和速度相關(guān)型試件的結(jié)構(gòu)進行了數(shù)值仿真分析。主要結(jié)論如下：
　　首先，建立了采用等效力控制方法實時子結(jié)構(gòu)試驗 Simulink數(shù)值仿真模型。此模型考慮了電液伺服作動器的高階特性、非線性特性及試驗子結(jié)構(gòu)動力特性對試驗的影響。
　　其次，采用PID等效力控制器，應(yīng)用非線性電液伺服作動器模型進行試驗子結(jié)構(gòu)為位移相關(guān)型試件的實時子結(jié)構(gòu)試驗進行數(shù)值仿真，仿真表明，等效力 P控制得到的位移響應(yīng)存在較大抖動，而等

3、效力 PI控制器能夠解決位移抖動問題。當試驗子結(jié)構(gòu)為單自由度位移相關(guān)型試件時，設(shè)計了等效力LQG控制器，研究表明，選擇合適的權(quán)矩陣可以使仿真結(jié)果與精確解吻合較好。
　　最后，對試驗子結(jié)構(gòu)為速度相關(guān)型試件的實時子結(jié)構(gòu)試驗進行了數(shù)值仿真分析，研究了PID等效力控制器比例、微分、積分增益對速度反應(yīng)的影響。研究表明， PI控制器可以對等效力控制系統(tǒng)進行很好的控制。針對試驗子結(jié)構(gòu)為速度相關(guān)型試件的實時子結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計了等效力LQG控制器，以單