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子结构试验的多自由度力-位移混合控制方法研究
被引量：
3
1
作者
周惠蒙
李梦宁
王涛
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期168-178,共11页
现代结构试验通常抽取结构的一部分进行子结构拟静力或拟动力试验,同时对子结构边界进行近似处理,简化加载方案,以期在现有试验条件下满足大比例尺试验的需求。然而,这种方法应用于复杂构件时会带来较大的误差,特别是各向刚度差异很大...
现代结构试验通常抽取结构的一部分进行子结构拟静力或拟动力试验,同时对子结构边界进行近似处理,简化加载方案,以期在现有试验条件下满足大比例尺试验的需求。然而,这种方法应用于复杂构件时会带来较大的误差,特别是各向刚度差异很大的构件,由于各自由度之间的耦合效应,以及传统试验装置控制模式和精度的限制,难以实现轴向、剪切、弯曲以及扭转自由度之间的同步协调加载,加载误差严重影响了结构抗震性能评估试验的准确性。针对子结构试验中耦合多自由度同步协调加载问题,利用力-位移混合双闭环控制策略实现多自由度之间的解耦,采用鲁棒性PID控制方法,以减少多自由度同步协调加载过程中试件的材料非线性和加载装置的几何非线性带来的误差,提高子结构试验的精度。通过以某构件的子结构拟动力试验为例验证了所提出的力-位移混合控制方法的可行性和正确性。
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关键词
多自由度
力
-
位移
混合控制
PID鲁棒控制器
子结构拟动
力
试验
抗震性能
力-位移转换系数
在线阅读
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职称材料
柔性多自由度力-位移混合控制在结构循环往复试验中的应用研究
被引量：
1
2
作者
高梦茹
LINDEN Nigel
+2 位作者
周惠蒙
王涛
李梦宁
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期13-22,共10页
如何模拟试验体在结构中受到的真实边界条件是决定结构试验结果正确性的关键问题,即在边界加载点上实现多自由度系统的命令的准确加载。土木工程结构(或构件)一般竖向刚度大,在重力荷载作用下各个自由度之间存在较强的耦合作用,采用传...
如何模拟试验体在结构中受到的真实边界条件是决定结构试验结果正确性的关键问题,即在边界加载点上实现多自由度系统的命令的准确加载。土木工程结构(或构件)一般竖向刚度大,在重力荷载作用下各个自由度之间存在较强的耦合作用,采用传统方法多个作动器单独加载控制精度低,甚至会出现加载控制失稳的现象。针对这个问题,发展一种可以根据试验体和试验装置特点灵活选择控制点自由度和作动器的力或位移控制方式的混合控制方法,即柔性多自由度力-位移混合控制(FMFDC)策略,提出广义刚度矩阵来近似等效试验体的力-位移关系,并基于广义刚度矩阵设计力-位移转换系数矩阵,采用坐标转换雅可比矩阵将加载装置的几何非线性线性化,采用比例-积分-微分控制方法(PID控制方法)保证各自由度的稳态误差满足精度要求,最终实现多自由度协调加载。基于柔性多自由度力-位移混合控制方法分别建立了六自由度和平面内三自由度加载平台,以小型铁皮筒试验体和足尺钢柱的循环往复试验进行验证,试验结果验证了这种控制方法的可行性和适用性。
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关键词
循环往复试验
抗震结构
PID控制
柔性
力
-
位移
混合控制
力-位移转换系数
矩阵
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职称材料
基于位移反馈控制的等效力控制方法
3
作者
许国山
李云隆
吴斌
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第S1期185-189,共5页
等效力控制方法应用反馈控制的方法求解非线性方程,使隐式逐步积分算法成功应用于实时子结构试验中。等效力控制方法应用力-位移转换系数将等效力转换为位移命令,以使作动器按照传统的位移控制模式对试件加载。力-位移转换系数与试件的...
等效力控制方法应用反馈控制的方法求解非线性方程,使隐式逐步积分算法成功应用于实时子结构试验中。等效力控制方法应用力-位移转换系数将等效力转换为位移命令,以使作动器按照传统的位移控制模式对试件加载。力-位移转换系数与试件的刚度有关,粗略方法是用结构的起始刚度,若要提高精度必须准确估计试件的刚度(如上一步割线刚度)。对于复杂的多自由度结构,计算其准确的割线刚度是非常困难的。为解决这个问题,提出不采用力-位移转换系数的方法,即采用基于位移反馈控制的等效力控制方法,通过数值模拟和试验验证所提方法的有效性。研究结果表明,提出的不采用力-位移转换系数的基于位移反馈控制的等效力控制方法具有较好的稳定性和精度。
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关键词
等效
力
控制方法
拟动
力
试验
力-位移转换系数
精度
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职称材料
题名
子结构试验的多自由度力-位移混合控制方法研究
被引量：
3
1
作者
周惠蒙
李梦宁
王涛
机构
中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期168-178,共11页
基金
中国地震局工程力学研究所基本科研业务专项(2016A06,2016B09)
国家自然科学基金资助项目(51378478,51408565,51678538,51161120360)
文摘
现代结构试验通常抽取结构的一部分进行子结构拟静力或拟动力试验,同时对子结构边界进行近似处理,简化加载方案,以期在现有试验条件下满足大比例尺试验的需求。然而,这种方法应用于复杂构件时会带来较大的误差,特别是各向刚度差异很大的构件,由于各自由度之间的耦合效应,以及传统试验装置控制模式和精度的限制,难以实现轴向、剪切、弯曲以及扭转自由度之间的同步协调加载,加载误差严重影响了结构抗震性能评估试验的准确性。针对子结构试验中耦合多自由度同步协调加载问题,利用力-位移混合双闭环控制策略实现多自由度之间的解耦,采用鲁棒性PID控制方法,以减少多自由度同步协调加载过程中试件的材料非线性和加载装置的几何非线性带来的误差,提高子结构试验的精度。通过以某构件的子结构拟动力试验为例验证了所提出的力-位移混合控制方法的可行性和正确性。
关键词
多自由度
力
-
位移
混合控制
PID鲁棒控制器
子结构拟动
力
试验
抗震性能
力-位移转换系数
Keywords
MDOF force
-
displacement mixed control
PID robust controller
substructure pseudo
-
dynamic test
seismic behavior
force
-
displacement transformation factor
分类号
TU352.11 [建筑科学—结构工程]
TB535 [理学—声学]
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职称材料
题名
柔性多自由度力-位移混合控制在结构循环往复试验中的应用研究
被引量：
1
2
作者
高梦茹
LINDEN Nigel
周惠蒙
王涛
李梦宁
机构
中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室
Test Consulting Training and Resources
广州大学工程抗震研究中心
Department of Mechanical Engineering
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期13-22,共10页
基金
中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目(2016A02)
国家自然科学基金资助项目(51878630,51408565,51378478)
+1 种基金
黑龙江省杰青基金资助项目(JC2018018)
黑龙江省优秀青年基金资助项目(YQ2020E004)。
文摘
如何模拟试验体在结构中受到的真实边界条件是决定结构试验结果正确性的关键问题,即在边界加载点上实现多自由度系统的命令的准确加载。土木工程结构(或构件)一般竖向刚度大,在重力荷载作用下各个自由度之间存在较强的耦合作用,采用传统方法多个作动器单独加载控制精度低,甚至会出现加载控制失稳的现象。针对这个问题,发展一种可以根据试验体和试验装置特点灵活选择控制点自由度和作动器的力或位移控制方式的混合控制方法,即柔性多自由度力-位移混合控制(FMFDC)策略,提出广义刚度矩阵来近似等效试验体的力-位移关系,并基于广义刚度矩阵设计力-位移转换系数矩阵,采用坐标转换雅可比矩阵将加载装置的几何非线性线性化,采用比例-积分-微分控制方法(PID控制方法)保证各自由度的稳态误差满足精度要求,最终实现多自由度协调加载。基于柔性多自由度力-位移混合控制方法分别建立了六自由度和平面内三自由度加载平台,以小型铁皮筒试验体和足尺钢柱的循环往复试验进行验证,试验结果验证了这种控制方法的可行性和适用性。
关键词
循环往复试验
抗震结构
PID控制
柔性
力
-
位移
混合控制
力-位移转换系数
矩阵
Keywords
cyclic test
aseismatic structure
PID control
flexible displacement
-
force mixed control
force
-
displacement transform matrix
分类号
TU352.11 [建筑科学—结构工程]
TU317 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
基于位移反馈控制的等效力控制方法
3
作者
许国山
李云隆
吴斌
机构
哈尔滨工业大学
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2013年第S1期185-189,共5页
基金
中国博士后科学基金特别资助项目(2012T50362)
中国博士后科学基金面上资助项目(20110491082)
文摘
等效力控制方法应用反馈控制的方法求解非线性方程,使隐式逐步积分算法成功应用于实时子结构试验中。等效力控制方法应用力-位移转换系数将等效力转换为位移命令,以使作动器按照传统的位移控制模式对试件加载。力-位移转换系数与试件的刚度有关,粗略方法是用结构的起始刚度,若要提高精度必须准确估计试件的刚度(如上一步割线刚度)。对于复杂的多自由度结构,计算其准确的割线刚度是非常困难的。为解决这个问题,提出不采用力-位移转换系数的方法,即采用基于位移反馈控制的等效力控制方法,通过数值模拟和试验验证所提方法的有效性。研究结果表明,提出的不采用力-位移转换系数的基于位移反馈控制的等效力控制方法具有较好的稳定性和精度。
关键词
等效
力
控制方法
拟动
力
试验
力-位移转换系数
精度
Keywords
equivalent force control method
pseudo
-
dynamic testing
force
-
displacement conversion factor
accuracy
分类号
TU311.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
子结构试验的多自由度力-位移混合控制方法研究
周惠蒙
李梦宁
王涛
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
柔性多自由度力-位移混合控制在结构循环往复试验中的应用研究
高梦茹
LINDEN Nigel
周惠蒙
王涛
李梦宁
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于位移反馈控制的等效力控制方法
许国山
李云隆
吴斌
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2013
0
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职称材料
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