結構加載試驗系統(tǒng)液壓驅動系統(tǒng)設計及控制方法的研究.pdf

1、隨著地震等自然災害的頻繁發(fā)生，所造成的生命財產損失也越來越嚴重，人們逐漸認識到建筑結構采用合理的抗震結構設計的重要性。目前，科研人員一般通過結構試驗來驗證結構設計的合理性以及力學分析的正確性，而結構加載試驗系統(tǒng)是結構試驗中最不可或缺的關鍵設備。為了保障結構試驗的順利進行，必須對結構加載試驗系統(tǒng)的力控制方法進行研究。
　　本文首先介紹了結構加載試驗系統(tǒng)的國內外研究概況，總結了力控制策略的研究現(xiàn)狀以及關鍵性問題，并提出了本課題的主要研

2、究內容。然后介紹了60000kN結構加載試驗系統(tǒng)的組成以及工作原理，按照負載匹配原理設計了各方向的液壓動力機構，根據(jù)指標中當量摩擦系數(shù)的要求為垂向四套液壓作動器設計了不完全平衡型靜壓支撐，并建立各方向液壓驅動系統(tǒng)模型，為后續(xù)整體系統(tǒng)建模仿真以及力控制方法的研究奠定了基礎。
　　然后對結構加載系統(tǒng)的力控制進行了研究，根據(jù)基于位姿的顯力控制思想提出了整體多自由度結構加載系統(tǒng)的控制方法，介紹了控制系統(tǒng)以及力控制器的結構。建立了位姿合成分

3、解控制器，并進行了幾何解耦，提出了壓力鎮(zhèn)定控制器以削弱內力耦合。對結構加載系統(tǒng)進行了聯(lián)合仿真試驗，驗證了力控制方法的合理性。
　　最后針對橡膠支座試件在動態(tài)加載過程中剛度和阻尼參數(shù)發(fā)生變化的特性，提出了模型參考自適應控制方法。根據(jù)Lyapunov第二判別法推導了系統(tǒng)廣義誤差的狀態(tài)方程以及自適應控制律，完成了模型參考自適應PID控制器的設計。分別在單通道系統(tǒng)和多自由度系統(tǒng)的層面上進行了常規(guī)PID控制與自適應PID控制的對比仿真試驗，