《大圍壓重載荷高端電液動三軸試驗系統的關鍵技術研究》是依託大連理工大學,由桑勇擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大圍壓重載荷高端電液動三軸試驗系統的關鍵技術研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：桑勇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對當前我國在建世界級水壩等特大型基礎建設工程抗震分析試驗中急缺大試樣、高圍壓、重載荷動三軸試驗設備的現狀，課題組採用電液伺服系統研製國內外規模最大的動三軸試驗系統。本課題以此大型液壓試驗裝備為研究對象，擬解決大圍壓、重載荷指標帶來的關鍵科學技術問題，主要有：（1）提出慣性力同步反向補償的控制方案，設計慣性力同步反向補償裝置，改進交叉耦合控制器增加二次微分環節解決同步控制問題。（2）分析摩擦非線性因素對電液伺服載入的影響機理，利用疊代學習控制方法補償由摩擦非線性引起的載入軌跡誤差。（3）自主研製大圍壓（水壓）動平衡機械解耦裝置，解決壓力室內連桿伸縮和試樣體變引起的耦合問題。（4）結合最優控制理論實現長時靜態載入的最優節能控制，利用模糊控制正反雙向調節變頻電機和比例溢流閥減小合流壓力突變影響。課題的研究成果將為複雜岩土工程抗震分析提供先進的試驗條件，對提高自主智慧財產權水平具有重要意義。
結題摘要
針對當前我國在建水壩等特大型基礎建設工程抗震分析試驗中急缺大試樣、高圍壓、重載荷動三軸試驗設備的現狀，採用電液伺服系統研製了大圍壓重載荷高端動三軸試驗系統，項目結合研製過程中碰到的關鍵科學技術問題開展研究，主要工作如下： （1）自主開發了大圍壓重載荷高端電液動三軸試驗的測控系統，解決了設備加工、調試過程中的難點技術問題，為實驗室內模擬複雜的載荷提供了先進的條件，實現了1000T拉壓載荷的靜態載入和正弦波、三角波、隨機波等的動態載入。 （2）研製了大行程高精度位移檢測裝置和大排水量高精度連續檢測裝置，研究了影響大行程位移和大排水量精確測量的主要因素，實現了大行程位移（＞800mm）和大排水量（＞160L）的交替式、連續高精度檢測。 （3）完成了慣性力補償控制的研究，建立了大圍壓重載荷動三軸試驗系統的數學模型，找到了慣性力補償臨界點（0.106Hz），提出了同步補償控制方案實現了慣性力的動態補償。 （4）採用疊代學習控制方法補償了摩擦非線性引起的力載入誤差，完成了摩擦力補償實驗，實驗結果表明：疊代學習控制方法能較明顯地改善波形畸變問題。 （5）自主研製了圍壓動平衡機械解耦裝置，解決了壓力容器內連桿伸縮和試樣體積變化引起的耦合問題。通過仿真和實驗驗證了不同激振頻率下機械解耦裝置的有效性，明顯地降低了耦合影響。 （6）研究了多泵合流液壓能源系統，建立了多泵合流系統的數學模型，探討了多泵合流壓力突變的影響機理，提出了採用模糊PID控制器減少合流壓力突變的方案。結合實際工作狀況，通過降壓調節實現節能控制。 （7）分別採用電液伺服控制系統和AC伺服電機控制系統研製了高圍壓水壓力載入裝置，實現了靜態和任意複雜載入路徑的控制。 （8）利用項目指導了10餘名碩士研究生、協助指導了3名博士研究生，在國內外重要期刊、國際會議上發表論文20餘篇，其中SCI、EI 檢索10餘篇。申報了國家發明專利10項，其中已授權6項。
