《基於實時仿真補償的高性能振動台子結構實驗技術研究》是依託北京工業大學，由唐貞雲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於實時仿真補償的高性能振動台子結構實驗技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐貞雲
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
動力子結構實驗技術融合數值計算和物理試驗的優點，為工程結構試驗研究提供了新的試驗手段。振動台子結構實驗技術能對結構整體動力特性進行全面模擬，是子結構實驗技術發展的重要方面。試件與振動台耦合效應限制了振動台子結構實驗技術對高頻特性、非線性特性、大尺寸試件的模擬能力。目前只能進行質量遠遠小於台面的低頻率物理子結構試驗,無法滿足超高層、大跨度、多介質耦合的工程結構抗震研究需求。本課題以大尺寸試件振動台動力子結構實驗為研究對象，建立振動台子結構系統全過程模型，基於系統控制理論分析試件與台面耦合效應對振動台動力子結構實驗穩定性和精度的影響，結合實時仿真與自適應控制理論建立兩階段控制策略，全過程補償試件與台面耦合效應，以增強振動台動力子結構試驗穩定性和精度，提高振動台子結構實驗套用範圍，並通過土結相互作用試驗驗證其有效性。本課題將為大尺寸試件高階及非線性特性模擬提供新的試驗手段，具有很好的套用前景。
結題摘要
為了確保能順利、準確的實現試驗，振動台子結構試驗需要面臨的最大挑戰在於設計高穩定性、高保真度的控制器，以便充分補償振動台動力特性，提高實驗技術的精度和套用範圍。但在進行物理子結構試件較大的試驗時，振動台動力特性與物理子結構動力特性相耦合，極大的限制了振動台子結構實驗系統精度和套用範圍（可試驗試件頻率較低、質量較小）。本項目研究目標在於對試驗試件與振動台耦合動力特性進行實時補償，以消除試件與台面相互作用的影響，擴寬振動台子結構試驗頻帶，提高振動台子結構實驗系統對高頻特性、大尺寸試件的試驗模擬能力。取得如下成果：（1）基於增益裕度提出了多自由實時子結構試驗系統穩定性綜合分析方法，分析了載入系統與試件相互作用、數值計算方法以及結構非線性對系統穩定性的影響。（2）將逆動力補償和全狀態反饋相結合基於實時仿真技術提出了基於仿真的全狀態子結構試驗控制方法。該方法能同時補償載入系統相位滯後和幅值誤差，極大的提高了系統穩定性和試驗精度。（3）將該方法用於子結構試驗，成功實現了土-結相互作用、儲罐隔震性能以及TLD減震性能的大尺寸子結構試驗。
