电液伺服地震模拟振动台的数字控制

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要本课题来源于211项目“土木工程结构振动中心一地震模拟震动台”。电液伺服地震模拟振动台试验是地震工程重要的研究手段，近十年来得到了迅速的发展。地震模拟振动台试验不仅负载量大，而且能模拟天然地震波和人工地震波对试件加载。由于地震模拟振动台是一个复杂的环境模拟系统，其系统特性随试件环境和试件状态的不同而不同，并呈现出～定的非线性。因此，振动台台面的运动能否准确的再现要求的地震波形是模拟振动台试验的一个关键的问题。为了使振动台台面真实地反映地震环境，必须有一个完善的控制系统。这样的控制系统基本上可分为2种类型：模拟控制和数字控制。但对现有的模拟控制系统来说由于其存

2、在控制精度差、动态范围小等缺点，对精度要求比较高的地震模拟来说，已不能满足要求，而数字控制系统只要选择合适的控制算法，就能有效的解决这些问题。迭代学习控制是智能控制中具有严格数学描叙的一个分支，控制器在运行过程中不需要辨识系统参数，它特别适合于有着非线性、强耦合、难以建模以及高精度轨迹控制要求的场合。鉴于此，在分析电液伺服地震模拟振动台的设备构成及其物理机理基础上，针对武汉理工大学土木工程结构振动中心的地震模拟震动台，推导出了电液伺服地震模拟振动台的数学模型。从智能控制的角度出发设计了地震模拟振动台的迭代学习控制算法，并通过计算机仿真验证了其算法的可行性。在实验室现有的硬件平台上设计了

3、地震模拟振动台数控系统的控制软件。该数控系统能有效提高地震模拟振动台波形精度，控制软件界面友好、操作方便。关键词：非线性，波形再现，智能控制，迭代学习控制武汉理I大学硕士学位论文ABSTRACTThedissertationiSfinishedbasedonthefund21project。seismicsimulationshakingtable’ofCivilEngineeringStructureVibrationCenter．Thetestofelectro-hydraulicseismicsimulationshakingtableisaveryimportantresear

4、chapproachforseismicproject．IthasbeendevelopedrapidlyintherecenttenyearsShakingtableexperimentnotonlyhasgreatloadfactor，butalsocansimulatecrudeseismicwaveandartificialwavetoloadtestedobject．Seismicsimulationshakingtableisacomplexenvironmentsimulationsystemandshownon—linearity,whichcharacteristic

5、swillbechangedwiththeconditionandstateoftestedobject．Thus，itisakeypointforshakingtableexperimentthatwhetherthewaveofshakingtablecanrecurrequestedseismicwaveornot．Inordertoenablerecurrencereallyseismiccondition，theshakingtableneedsaperfectcontrolsystem．TherearetWOkindsofcontrolsystemofanalogcontr

6、olanddigitalcontr01．Comparingwiththedigitalcontrolsystem，thecurrentexistinganalogcontrolsystemhasmuchofflaws，suchasbadcontrolprecisionandasmalldynamicrangeetc．AnditcannotmatchgoodprecisionrequestforthecontrolofseismicsimulationshakingtableFordigitalcontrolsystem，ifagoodcontrolalgorithmcanbeimple

7、mented，thecontrolproblemcarlbesolvedeffectively．Theiterationself-leaningcontrolisarigorousmathematicdescriptionbranchofintelligentcontr01．Theiterationself-leaningcontrollerdoesn’tneedidentifysystemparameter．Itespeciallyisuse