抗震混合试验中预测-校正加载控制方法研究

摘要

为使抗震混合试验中电液伺服作动器加载与有限元分析同步进行，国外研究者将预测-校正加载控制方法引入该试验中。本文主要针对试验中控制系统接收到下一目标值耗时过长的情况下，发送的命令信号精确性不高，且作动器出现停止运动的问题，提出了新的预测-校正算法、绝对误差限的评估准则和新的事件-驱动控制策略。本文主要的研究内容如下：
　　（1）基于数值插值法阐述了现有的几种预测-校正加载控制方法原理及其评判标准，并对这些算法的优缺点进行了归纳总结；基于有限状态机原理介绍了现有的应用在抗震混合试验中的两种事件-驱动策略，研究了预测-校正加载控制方法的实现基础。
　　（2）采用五阶精度的一阶导数代替速度，对DV算法进行修正；对命令时间间隔内加速度变化规律的假设，以当前时间步的位移和速度为初始值，通过二次积分并采用五阶精度的一、二阶导数分别代替速度、加速度，提出了DVA-β预测-校正算法。
　　（3）在原有算法精确性评判标准上，提出对算法速度及连续性的评估准则；采用绝对误差限将振幅变化和相位改变有效的结合，提出简单、直观、易于分析的评判准则。
　　（4）为解决控制系统接收到下一步目标值过长的问题，提出了二次曲线型减速事件-驱动控制策略，并与线性减速事件-驱动控制策略对比分析。
　　（5）使用Matlab/Simulink编程仿真模拟，验证了由新的预测-校正算法计算的命令值，与实际目标位移、速度、加速度相吻合；分别运用线性减速事件-驱动策略和二次曲线型减速事件-驱动策略，进行了抗震混合试验仿真分析，通过对比验证了二次曲线型减速事件-驱动策略在抗震混合试验中的有效性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2传统的抗震试验方法

1.3抗震混合试验方法

1.4抗震混合试验加载控制研究现状

1.5主要研究内容

第二章 预测-校正加载控制理论

2.1引言

2.2三环硬件架构体系

2.3预测-校正算法

2.4各种算法优缺点总结及精确性评判标准

2.5事件-驱动策略

2.6本章小结

第三章 预测-校正加载控制方法研究

3.1引言

3.2新算法的提出

3.3算法的性能分析

3.4绝对误差限评判标准的提出

3.5二次曲线型减速事件-驱动策略

3.6本章小结

第四章 抗震混合试验数值仿真

4.1引言

4.2试验仿真步骤

4.3作动器运动与目标值相吻合的验证

4.4二次曲线型减速策略有效性验证

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作者简介

攻读硕士学位期间主要参与的科研项目

在学期间发表论文