弹性试件的实时子结构试验等效力控制方法 被引量：13

1

作者 许国山 吴斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期101-105,共5页

等效力控制方法用反馈控制代替迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。通过对具有弹性试件体系的数值模拟和试验进一步验证实时子结构试验等效力控制方法的有效性。首先介绍实时子结构试验等效力控制方法的原理;然... 等效力控制方法用反馈控制代替迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。通过对具有弹性试件体系的数值模拟和试验进一步验证实时子结构试验等效力控制方法的有效性。首先介绍实时子结构试验等效力控制方法的原理;然后以一单自由度体系为例介绍比例-微分等效力控制器的设计方法,并用劳斯判据分析反馈控制系统的稳定性;接着对一具有弹性试件的单自由度体系进行单步输入反应、自由振动反应和受迫振动反应的数值模拟;最后通过对具有弹簧试件的单自由度体系的单步输入、自由振动和受迫振动反应的实际试验验证此方法的有效性。分析结果表明,只要反馈控制系统中各参数均选正值此系统就是稳定的。数值模拟和试验的结果都表明,等效力控制方法可以取得非常好的稳定性和精度。 展开更多

关键词 实时子结构试验 等效力控制方法 隐式方法 迭代

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采用等效力控制方法的非线性结构实时子结构试验 被引量：10

2

作者 许国山 吴斌 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期237-242,共6页

等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构试验,采用比例-微分(PD)控制器的等效力控制方法会使等效力响应产生稳态误差,从而使试验结果失真。文章用比例-积分(PI)控制... 等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构试验,采用比例-微分(PD)控制器的等效力控制方法会使等效力响应产生稳态误差,从而使试验结果失真。文章用比例-积分(PI)控制器代替PD控制器以解决此问题。介绍了实时子结构试验等效力控制方法,进行了等效力控制器设计,并通过数值模拟和试验验证了采用PI控制器的等效力控制方法对非线性结构实时子结构试验的有效性。数值模拟与试验的结果都表明,对于非线性体系的试验,采用PI控制器的等效力控制方法可以取得非常好的效果。 展开更多

关键词 实时子结构试验 等效力控制方法 比例-积分控制器 非线性结构

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实时子结构试验中加载系统数值模型 被引量：3

3

作者 吴斌 尹全林 张涛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1855-1859,共5页

为更好地揭示实时子结构试验中加载系统的动力特性,使系统数值模型能准确反映其实际工作状态,在Jung建立的电液伺服系统数值模型的基础上,对原传递函数模型做了3项修改,修改包括作动器传递函数的修正、流量增益和压差反馈增益的修正.修... 为更好地揭示实时子结构试验中加载系统的动力特性,使系统数值模型能准确反映其实际工作状态,在Jung建立的电液伺服系统数值模型的基础上,对原传递函数模型做了3项修改,修改包括作动器传递函数的修正、流量增益和压差反馈增益的修正.修正后的模型与Simulink非线性模型得出的结果完全吻合.利用Simulink模型和传递函数模型进行实时子结构试验数值仿真,验证了修正后传递函数模型的准确性. 展开更多

关键词 实时子结构试验 电液伺服加载系统 伺服阀流量增益 流量饱和 数值模型

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基于Popov超稳定理论的实时子结构试验MRAC控制与仿真 被引量：4

4

作者 邓利霞 范武 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期42-46,共5页

在实时子结构试验中,如果加载作动器不能及时、准确、稳定地实现在算法步长内的动作指令或者在加载过程中受到扰动,那么将造成试验结果的极大失真。为了避免这种情况的出现,创新的将Popov超稳定理论引入到试验的加载控制中来,设计出了一... 在实时子结构试验中,如果加载作动器不能及时、准确、稳定地实现在算法步长内的动作指令或者在加载过程中受到扰动,那么将造成试验结果的极大失真。为了避免这种情况的出现,创新的将Popov超稳定理论引入到试验的加载控制中来,设计出了一种MRAC(模型参考自适应控制)系统并通过MATLAB/Simulink进行了建模仿真。仿真结果证明了基于超稳定理论设计的MRAC系统具有良好的跟踪精度、响应速度和在线纠偏功能,满足了实时子结构试验要求。 展开更多

关键词 实时子结构试验 MRAC 系统 加载控制 仿真 超稳定

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采用滑动模态控制器的实时子结构试验等效力控制方法 被引量：3

5

作者 周惠蒙 吴斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期27-33,共7页

等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替PD和PI控制器。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合线性和非线性... 等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替PD和PI控制器。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合线性和非线性系统的控制。线性弹簧试件的实时子结构试验模拟和试验验证了这种控制方法的可行性。防屈曲支撑试件试验模拟和试验的结果表明,非线性系统的等效力控制方法试验,滑动模态控制有较好的控制效果。 展开更多

关键词 等效力控制方法 滑动模态控制 实时子结构试验 非线性

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砌体填充框架结构的实时子结构试验方法及仿真分析 被引量：3

6

作者 许国山 Shing P.Benson 吴斌 《震灾防御技术》 2010年第2期234-241,共8页

由于砌体填充框架结构的砌体与框架之间的相互作用,使得其整体动力性能非常复杂。如何通过实时试验准确揭示其抗震性能是非常值得研究的内容。本文介绍了砌体填充框架结构的实时子结构试验方法,并进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,... 由于砌体填充框架结构的砌体与框架之间的相互作用,使得其整体动力性能非常复杂。如何通过实时试验准确揭示其抗震性能是非常值得研究的内容。本文介绍了砌体填充框架结构的实时子结构试验方法,并进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,本文的方法具有很好的稳定性和精度。 展开更多

关键词 结构试验技术 实时子结构试验 砌体填充框架结构 对角斜撑

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考虑土-结构相互作用的振动台实时子结构试验仿真分析 被引量：1

7

作者 周大兴 闫维明 +1 位作者 陈彦江 何浩祥 《震灾防御技术》 2010年第1期27-31,共5页

本文基于状态空间方程进行了实时子结构试验的初步探索,提出了一种新的实时子结构试验方法。通过simulink仿真发现,这种方法能很好地再现整体分析的结构反应。最后,对考虑土-结构相互作用的振动台实时子结构试验进行了仿真分析。

关键词 振动台 实时子结构试验 状态空间方程 土-结构相互作用

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基于Rosenbrock的耦合积分方法及其在实时子结构试验中的应用

8

作者 贾传果 王贞 +2 位作者 李英民 杨溥 夏洪流 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2012年第5期11-18,共8页

作为一种集计算机模拟和物理试验于一体的新型混合试验方法,实时子结构试验在过去20年得到迅速发展。该试验方法的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联。对于复杂结构来说,更需要高效的数值积分方法以确保每步计算在一个... 作为一种集计算机模拟和物理试验于一体的新型混合试验方法,实时子结构试验在过去20年得到迅速发展。该试验方法的关键在于如何保证数值子结构和试验子结构的实时耦联。对于复杂结构来说,更需要高效的数值积分方法以确保每步计算在一个采样步长内完成。鉴于此,本文在Rosenbrock实时积分方法的基础上,提出了一种具有完全并行计算格式的耦合积分方法,并基于单自由度分离质量模型分析了该方法的收敛性;再通过对三自由度分离质量模型的数值模拟,验证了该方法的收敛性;最后,在多自由度试验平台上完成了两自由度结构的实时子结构试验。理论分析、数值模拟及实时子结构试验表明,该方法具有良好的稳定性和2阶精度,与直接积分方法相比更适用于复杂结构的实时子结构试验。 展开更多

关键词 耦合积分方法 实时子结构试验 并行计算 稳定性分析

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应用GPU求解的实时子结构试验架构与性能验证 被引量：2

9

作者 董晓辉 唐贞云 +1 位作者 李振宝 杜修力 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期64-71,共8页

使用图形处理器(GPU)代替传统中央处理器(CPU)作为数值求解硬件,建立基于LABVIEW-MATLAB-GPU的实时子结构试验架构。以土-结相互作用系统为载体,通过数值仿真与试验对该架构的性能进行验证。试验与仿真结果表明,本文方法将实时子结构试... 使用图形处理器(GPU)代替传统中央处理器(CPU)作为数值求解硬件,建立基于LABVIEW-MATLAB-GPU的实时子结构试验架构。以土-结相互作用系统为载体,通过数值仿真与试验对该架构的性能进行验证。试验与仿真结果表明,本文方法将实时子结构试验中数值子结构求解自由度提高到27000,提升了数值模型求解规模,拓展了实时子结构试验应用范围。 展开更多

关键词 实时子结构试验 图形处理器 数值积分算法 振动台 有限元模拟

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数值积分算法对实时子结构试验系统稳定性耦合影响 被引量：1

10

作者 洪越 唐贞云 +2 位作者 王晟 杨小强 李振宝 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期221-228,共8页

为了保证实时子结构试验的顺利实现,采用基于"增益裕度"发展的子结构试验系统稳定性分析方法,综合分析了数值积分算法、加载系统动力特性两因素对试验系统稳定性的耦合影响.分析结果表明:数值积分算法对试验系统稳定性可能增... 为了保证实时子结构试验的顺利实现,采用基于"增益裕度"发展的子结构试验系统稳定性分析方法,综合分析了数值积分算法、加载系统动力特性两因素对试验系统稳定性的耦合影响.分析结果表明:数值积分算法对试验系统稳定性可能增强也可能降低,通过该方法可以改善简化模型对加载系统动力特性进行分析的不足. 展开更多

关键词 实时子结构试验 稳定性 数值积分算法 加载系统 耦合影响

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适于隔震结构的两阶段实时子结构试验方法 被引量：1

11

作者 唐贞云 刘浩东 李勇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期27-33,共7页

为在试验中同时模拟隔震结构中隔震层和被隔震结构的非线性,提出一种适于隔震结构的两阶段实时子结构试验方法。第一阶段先将隔震支座单独进行物理试验,通过试验观测数据训练神经网络,使其可以准确拟合隔震支座动力特性;第二阶段基于训... 为在试验中同时模拟隔震结构中隔震层和被隔震结构的非线性,提出一种适于隔震结构的两阶段实时子结构试验方法。第一阶段先将隔震支座单独进行物理试验,通过试验观测数据训练神经网络,使其可以准确拟合隔震支座动力特性;第二阶段基于训练好的神经网络建立隔震层的数值子结构模型,与被隔震结构进行实时子结构试验,完成对隔震结构的动力性能测试。数值仿真中该方法与整体模型仿真结果的峰值误差在3%以内,试验验证中该方法与整体结构振动台试验的峰值误差在6%以内。数值仿真和试验对比表明:提出的两阶段实时子结构试验具有良好的精度。该方法避免了在振动台试验中由于缩尺导致隔震支座受到欠质量的影响,充分保证其力学性能的真实性。同时有效解决了在利用实时子结构试验对各部分都为强非线性的隔震结构进行试验测试时,由于数值子结构建模不准确导致的试验误差问题。为隔震结构的抗震性能测试提供了新的试验方法。 展开更多

关键词 实时子结构试验 隔震结构 神经网络 振动台试验 欠质量

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高阶单步实时动力子结构试验技术研究 被引量：17

12

作者 李进 王焕定 +1 位作者 张永山 赵桂峰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第1期97-101,共5页

结构联机试验可分为两类:拟静力及拟动力试验技术,它们都需要建立一套显式的逐步积分算法。国内外学者在这方面已经进行了许多的研究,取得了很好的成果。随着振动控制技术在结构工程上的应用,一些速度相关型的装置开始用于被控系统,它... 结构联机试验可分为两类:拟静力及拟动力试验技术,它们都需要建立一套显式的逐步积分算法。国内外学者在这方面已经进行了许多的研究,取得了很好的成果。随着振动控制技术在结构工程上的应用,一些速度相关型的装置开始用于被控系统,它给原有的实时子结构试验带来了新问题。如何建立更好的高精度、无条件稳定的实时动力子结构试验算法日趋重要。本文在前人早期高阶单步逐步积分算法研究成果的基础上,提出了一种新的高阶单步实时动力子结构试验算法。数值模拟分析表明,新算法不仅是显式的,而且具有高精度、无算法阻尼、无超越现象等算法特点,均比目前所见到的已有算法优越。如果能实现实时子结构试验,就能同时控制位移和速度,则应用本文算法必将取得更好的试验结果。 展开更多

关键词 实时子结构试验 高阶单步法 无条件稳定

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实时子结构混合试验中的Chang方法研究 被引量：3

13

作者 赵建锋 孟凡涛 于广明 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第1期37-43,共7页

在传统显式Chang方法的基础上考虑试验子结构的质量影响,在作动器的常加速度假定和不考虑时滞影响的前提下,对作动器的位移进行中心差分得到作动器的加速度显式表达;认为作动器的加速度即为试验子结构的加速度,通过纯惯性试验子结构的... 在传统显式Chang方法的基础上考虑试验子结构的质量影响,在作动器的常加速度假定和不考虑时滞影响的前提下,对作动器的位移进行中心差分得到作动器的加速度显式表达;认为作动器的加速度即为试验子结构的加速度,通过纯惯性试验子结构的实时子结构试验仿真对算法稳定性进行分析,发现当试验子结构的质量小于等于数值子结构的质量时,该方法的稳定性良好;在线性动力试验子结构中分析了试验子结构的质量、刚度、阻尼对算法稳定性的影响,发现该方法的稳定性同条件下优于修正的中心差分法。最后进行了地震作用下的仿真分析,表明该方法具有良好的精度。 展开更多

关键词 实时子结构混合试验 稳定性 数值算法 Chang方法

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大尺寸非线性实时动力子结构试验实现 被引量：7

14

作者 洪越 唐贞云 +2 位作者 何涛 李振宝 姜忻良 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期913-920,共8页

实时子结构试验结合物理试验和数值计算的优点,间接增强了既有设备试验能力。受数值积分算法和加载系统控制方法的限制,该方法目前仅限于结构线性或小尺寸试件非线性动力特性研究。为了改善数值子结构求解及物理子结构控制性能,基于SIMU... 实时子结构试验结合物理试验和数值计算的优点,间接增强了既有设备试验能力。受数值积分算法和加载系统控制方法的限制,该方法目前仅限于结构线性或小尺寸试件非线性动力特性研究。为了改善数值子结构求解及物理子结构控制性能,基于SIMULINK发展了闭环数值积分方法、建立了基于仿真的逆动力补偿控制策略。利用这两项技术成功实现了大尺寸试件非线性实时子结构试验,并通过数值仿真和试验验证了其性能。研究表明:发展的非线性实时子结构试验充分释放了该试验技术的潜能。 展开更多

关键词 实时动力子结构试验 非线性 数值积分 系统控制 SIMULINK

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隐式动力子结构试验的稳定性分析 被引量：2

15

作者 王贞 吴斌 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期23-28,共6页

探讨了当试验子结构是动力系统时等效力控制方法的仿真方法,提出了一种结合数值仿真确定算法放大矩阵的方法,运用谱半径法研究了等效力控制方法的算法稳定性.研究表明,随质量比、频率比的增大,算法的稳定界限减小;随阻尼比的比值、控制... 探讨了当试验子结构是动力系统时等效力控制方法的仿真方法,提出了一种结合数值仿真确定算法放大矩阵的方法,运用谱半径法研究了等效力控制方法的算法稳定性.研究表明,随质量比、频率比的增大,算法的稳定界限减小;随阻尼比的比值、控制器增益KP的增大,稳定界限先增后减.与显式方法相比,等效力控制方法的稳定性较好. 展开更多

关键词 稳定性 实时子结构试验 等效力控制方法 动力试验子结构 试件质量

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振动台子结构试验方法实现的韧性防灾需求与其关键问题 被引量：2

16

作者 唐贞云 洪越 李振宝 《地震研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期478-484,602,共8页

振动台子结构试验可解决振动台试验中缩尺比例过小、结构构造措施难以准确模拟、非结构构件动力响应难以研究等问题。基于振动台子结构试验应用于结构韧性防灾中存在的潜在需求,探讨了振动台子结构试验原理及其实现的关键技术问题。研... 振动台子结构试验可解决振动台试验中缩尺比例过小、结构构造措施难以准确模拟、非结构构件动力响应难以研究等问题。基于振动台子结构试验应用于结构韧性防灾中存在的潜在需求,探讨了振动台子结构试验原理及其实现的关键技术问题。研究结果表明:振动台子结构试验以数值仿真与物理试验相结合的方式间接增加振动台试验能力,具有增大物理试验尺寸、减小尺寸效应影响的优点。但是在数值子结构计算效率、试验系统稳定性分析、物理加载精度、数值子结构建模精度和边界条件模型等方面还需要进一步开展系统的研究。 展开更多

关键词 振动台 实时子结构试验 结构韧性 数值积分 稳定性 系统控制

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基于振动台的动力子结构试验界面反力获取方法 被引量：6

17

作者 李振宝 李晓亮 +1 位作者 唐贞云 蒋华戈 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2011年第3期65-70,共6页

基于振动台的实时子结构动力试验是一种新型的结构动力试验方法。该试验方法引入了"子结构"这一概念,不仅减小了常规振动台试验对于试验规模的限制,而且克服了拟动力子结构试验中无法考虑加载速率影响的问题。由于该试验方法... 基于振动台的实时子结构动力试验是一种新型的结构动力试验方法。该试验方法引入了"子结构"这一概念,不仅减小了常规振动台试验对于试验规模的限制,而且克服了拟动力子结构试验中无法考虑加载速率影响的问题。由于该试验方法将整体结构拆分为数值子结构和物理子结构两部分,二者之间通过交界面相互作用力实现实时数据交互,以保证子结构体系与整体结构体系的等效性。因此,如何方便、准确地获取界面反力是实现该试验方法的关键之一。文中对四种界面反力的获取方法进行了理论推导和对比分析。并通过钢框架结构模型振动台试验进行分析验证,最后给出了4种方法的适用条件及使用建议。 展开更多

关键词 实时子结构动力试验 振动台 界面相互作用力

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土-结构动力相互作用的振动台试验研究综述 被引量：16

18

作者 李振宝 李晓亮 +1 位作者 唐贞云 纪金豹 《震灾防御技术》 2010年第4期439-450,共12页

本文从土-结构动力相互作用振动台试验过程中所涉及的结构模型动力相似设计、模型土体的模拟及土体边界条件的模拟三个方面,回顾了近几年来土-结构动力相互作用振动台试验研究的发展历程与现状,重点描述了试验过程中为了更好地反映震动... 本文从土-结构动力相互作用振动台试验过程中所涉及的结构模型动力相似设计、模型土体的模拟及土体边界条件的模拟三个方面,回顾了近几年来土-结构动力相互作用振动台试验研究的发展历程与现状,重点描述了试验过程中为了更好地反映震动条件下土与结构动力相互作用的机理,学者们所采取的办法和措施。并在此基础上,介绍了一种新的研究土-结构动力相互作用的振动台试验技术。最后,总结了传统的土箱-振动台试验存在的不足,并与这种新的试验技术进行了对比,提出了对于这种新的试验方法仍需要进一步研究和解决的问题。 展开更多

关键词 土-结构动力相互作用 振动台试验 实时子结构试验 综述

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考虑土-结构相互作用的多跨连续梁桥振动台阵试验研究 被引量：5

19

作者 闫晓宇 李忠献 +1 位作者 李勇 杜修力 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期98-104,共7页

土-结构相互作用(SSI)对软土地基上桥梁结构地震响应的影响不可忽略。通过对一座1∶10比例的四跨高架连续梁桥模型的振动台阵试验,系统地分析了SSI效应对大跨度连续梁桥地震响应的影响规律。研究表明:顺桥向地震激励下,SSI效应增大了桥... 土-结构相互作用(SSI)对软土地基上桥梁结构地震响应的影响不可忽略。通过对一座1∶10比例的四跨高架连续梁桥模型的振动台阵试验,系统地分析了SSI效应对大跨度连续梁桥地震响应的影响规律。研究表明:顺桥向地震激励下,SSI效应增大了桥墩变形、墩底受力、墩顶水平加速度及主梁水平加速度,地震响应峰值随剪切波速的减小而单调递增,说明剪切波速是影响SSI效应的重要因素;桥墩加速度响应、位移响应和应变响应对SSI效应的敏感程度有所差异,其中加速度响应对SSI效应最敏感,考虑SSI效应后增幅最大;SSI效应将引起支座相对位移的剧烈变化;实时耦联动力子结构试验技术是进行桥梁结构考虑SSI效应的振动台试验的有效方法。 展开更多

关键词 连续梁桥 土-结构相互作用 振动台阵试验 地震响应 实时耦联动力子结构试验

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二阶段在线迭代时滞补偿方法及试验验证 被引量：7

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作者 李宁 周陈 +1 位作者 周子豪 李忠献 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期31-38,共8页

实时子结构试验是结构抗震性能研究的重要方法之一;有研究表明,液压伺服系统的时滞在实时子结构试验中产生负阻尼效应,导致试验结果不准确;而试验中时滞是时变参量,无法事先测得;因此,对实时子结构试验控制系统进行时滞补偿具有重要意... 实时子结构试验是结构抗震性能研究的重要方法之一;有研究表明,液压伺服系统的时滞在实时子结构试验中产生负阻尼效应,导致试验结果不准确;而试验中时滞是时变参量,无法事先测得;因此,对实时子结构试验控制系统进行时滞补偿具有重要意义。介绍了二阶段时滞补偿的原理,将系统时滞分割为空载定时滞和负载变时滞,提出基于二阶段时滞补偿的控制方法,设计实时计算系统时滞的方法。经数值模拟和刚性构件实时子结构试验,验证所提出的时滞补偿方法具有精度高、鲁棒性好的特点。 展开更多

关键词 实时子结构试验 液压伺服系统 时滞补偿 在线迭代 精度

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