一种改进的基于自适应控制的地震模拟试验方法

针对地震模拟试验常采用的开环迭代控制存在控制精度差的缺点,提出一种用于地震模拟的自适应控制方法。该方法不断识别系统的传递函数,来克服液压系统的时变性,获得较高的地震模拟波形复现精度。在此基础上,通过分析控制方法中预试验步骤存在的不足,实现试验方法改进,使得无需预试验步骤能直接进行正式试验,且首帧试验中的参考时域信号和控制时域信号相关系数较高。在浙江大学构建的振动台上进行若干典型地震波试验表明：改进后的试验方法在不进行预试验的情况下,首帧地震模拟试验获得75%以上的输入输出信号时域相关系数,同时能缩短试验时间;多帧地震模拟试验后,通过更新系统传递函数,地震模拟输入输出信号时域相关系数能稳定在95%以上。     

地震模拟振动台三参量控制技术研究

对地震模拟振动台三参量控制算法进行了深入的研究,详细研究了三参量反馈及前馈环节对振动台系统特性的校正作用,并通过仿真和试验的方法进一步验证三参量控制算法对地震模拟振动台系统频响特性的改善效果：通过引入三参量速度反馈可以有效扩展系统的频宽,引入三参量加速度反馈可以有效提高系统的阻尼,三参量前馈控制能够对消系统闭环传递函数中距离虚轴较近的极点,实现系统频宽的进一步扩展。最后,通过对三参量伺服控制的地震模拟振动台进行地震波形再现试验,证明三参量控制算法能够实现较高精度的地震波形再现试验。     

地震模拟振动台三参量控制算法超调修正

本文针对地震模拟振动台三参量控制算法中存在超调量过大的问题,提出了离线时域修正算法：通过时域内微分方程求解得出超调量存在的原因,进而从直接消除暂态分量出发,以三角函数、傅里叶变换为工具,提出了任意输入下超调量的修正方法,仿真结果表明该方法大大降低了超调量,减小了在线计算量。同时,通过三参量在地震模拟振动台控制系统中的应用仿真得出：修正后的三参量在降低超调的同时未产生任何不利影响,能很好的应用于地震模拟振动台系统控制。     

地震模拟振动台三参量控制参数整定技术的研究

对地震模拟振动台三参量控制及其参数整定技术进行了研究,提出了一种快速三参量控制参数整定方法。通过对三参量控制算法的研究,确定三参量控制器中三参量反馈及前馈环节中各个参数的数学表达式,从而完成三参量控制器中控制参数的整定,极大地提高了地震模拟振动台三参量控制参数整定的效率。最后,通过仿真和现场试验的方法,将传统三参量控制参数整定方法与快速三参量控制参数整定方法进行对比试验,进一步证明了快速三参量控制参数整定方法的可行性和高效性。     

电寿命试验固态负载及其控制策略设计

针对低压电器电寿命试验装置中传统模拟负载的不足,该文设计一种交流固态负载并对其电流控制策略进行研究。首先根据电寿命试验要求,对交流固态负载的关键环节电流发生单元进行拓扑结构设计,并阐述其工作原理;其次,结合试验电流的生成要求,提出基于二阶广义积分锁相环(SOGI-PLL)与改进无差拍的控制策略;在此基础上进行仿真及样机验证。结果表明所设计的交流固态负载具备进行电寿命试验所需的电流模拟功能,相比于其他控制方法,所提控制策略生成的试验电流的性能指标更佳,且结合触点状态检测实现电流发生单元的实时启停,保证负载设计的独立性。     

NEBS GR-63-CORE抗震试验及其控制策略研究

对通信设备抗震试验方法进行了讨论,重点研究了NEBS GR-63-CORE抗震试验方法。针对抗震试验中地震模拟振动台频宽不够及存在非线性因素影响的问题,设计了地震模拟振动台三参量伺服控制算法,有效拓展了试验系统的频宽,提高试验系统的动态响应范围;并提出一种基于频域的驱动信号修正迭代算法,通过在线迭代修正驱动信号,补偿试验系统中非线性因素对系统的影响。NEBS GR-63-CORE抗震试验表明,基于三参量控制算法及驱动信号修正迭代算法的地震模拟振动台控制策略,能够实现高精度的地震波形复现试验。     

独立式石箍窑洞地震模拟振动台试验及数值模拟

以山西省静乐县的某独立式石箍窑洞为原型,制作1/4缩尺的三跨试验模型,对其进行了地震模拟振动台试验,分析了地震作用下窑洞模型的破坏过程及破坏形态。在试验研究基础上,采用ABAQUS软件建立独立式石箍窑洞的有限元模型,将模拟得到的动力特性、动力响应和地震损伤结果与试验结果进行了对比分析,验证了有限元模型的合理性,进而基于对原型结构的有限元模拟,分析了覆土厚度、拱跨数和拱矢跨比对窑洞模型受力性能的影响。结果表明：独立式石箍窑洞在地震作用下主要发生砂浆灰缝开裂破坏,开裂最严重的部位为洞口拱顶和侧墙与背墙的连接处;有限元模拟结果与试验结果吻合较好,能够较好地反映地震作用下窑洞模型的受力性能;窑洞模型的纵墙刚度大于横墙,加速度和位移响应随输入峰值加速度的增大不断增大;随着覆土厚度变薄和拱矢跨比减小,窑洞模型的抗震性能增强,但拱跨数对窑洞模型的抗震性能影响较小。     

继电器自动测试模拟负载的设计

阐述了磁保持继电器自动测试系统的原理,并设计了一种功率因数可调节的负载电路。可调负载采用一个电感和几个电阻并联构成,这样在相同测试电流下它消耗的电量是最小的。推导了电阻值与功率因数的数学关系,并搭建电路进行了验验证。     

电动负载模拟系统自适应控制系统设计

为了有效抑制电动负载模拟系统多余力矩,从而提高系统加载力矩的输出精度,设计了一种自适应抑制位置干扰力矩的控制方法。基于前馈控制与自适应控制原理,使用MATLAB仿真软件对该方法的有效性作了分析,并进行了试验验证。仿真与试验结果表明:该方法能自适应调节系统加载误差,且舵机运动频率越高,系统跟踪误差调节时间越长;当加载力矩和舵机运动幅值相同时,舵机运动频率越高,该控制方法对系统多余力矩的抑制效果越明显;当加载力矩和舵机运动频率相同时,舵机运动幅值越大,抑制效果越明显。该控制方法能够在系统部分参数未知或者渐变的情况下,有效抑制系统多余力矩。研究结果对飞行器电动负载模拟器的设计具有一定参考价值。     

基于多线程并行计算的有限差分法弹性波数值模拟

地震波场的数值模拟技术是在已知地下介质结构和参数的情况下,利用理论计算的方法研究地震波在地下介质中的传播规律,从而合成地震记录的一种技术方法。有限差分法作为最常用的正演模拟方法之一,其基本原理是将波动方程中波场函数关于空间和时间的导数用相应差分来代替,也正是由于这种离散近似,不可避免地降低了数值模拟结果分辨率。为了有效减小数值频散造成的影响,常用的方法即是提高模型的剖分精度,采用并行计算的方法能有效提高求解效率。     

高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系模拟地震振动台试验研究

对一幢复杂高层钢-混凝土组合门式结构消能减震体系的1/30缩尺模型进行了模拟地震振动台试验,深入研究了该结构的动力特性和地震反应特征,通过比较验证了粘滞阻尼器的减震效果。结果表明:结构整体空间作用显著,两座塔楼之间扭转反应较大。有、无阻尼器结构的各项反应基本满足抗震规范的要求;从平均意义上讲,阻尼器对整体结构的位移反应有一定的控制效果,对结构高空连廊的位移和两座塔楼之间的扭转反应控制效果较好。     

电液四轴高频结构强度疲劳试验系统

电液激振器受传统的电液伺服阀频响特性的限制,其激振频率难以提高,采用2D阀替代传统伺服阀组成电液激振器的方案,该激振器通过增加阀芯的旋转速度来提高其激振频率,同时将该电液激振器应用于4轴高频结构试验系统。对试验系统的结构和工作原理进行了分析讨论,包括频率、幅值和相位的控制方法。基于系统的频响仿真分析,提出了4个作动器的同步控制策略,对理论分析进行实验验证。试验结果表明:该电液四轴强度疲劳试验系统能在40 Hz~200 Hz范围内对试验对象进行同步加载试验,其频率、幅值连续可控。     

基于模糊滑模切换控制的PMSMS弱磁调速控制策略

针对表贴式永磁同步电主轴(PMSMS)弱磁控制方案中,主轴系统调速性能欠佳的问题,提出一种基于模糊滑模切换控制(FSMSC)的超前角弱磁调速策略。在转速误差大于设定阈值时,使用模糊控制器实现主轴转速快速趋近给定值,利用模糊控制的特点对控制器进行实时的参数调整,使系统具有更强的鲁棒性;在转速误差小于设定阈值时,使用趋近律滑模控制器提高系统抗干扰能力,减小加工过程中因负载突变造成的加工误差,进一步增强系统鲁棒性。实验结果表明,基于FSMSC的超前角弱磁调速策略能有效抑制定子电流震荡以及电磁转矩脉动,并且控制器对抖动因子参数敏感性低,参数调节便捷,在实际加工中具有重要意义。     

基于舵机动态特性测试的阵风减缓控制系统设计

利用所设计的舵机测试系统对飞翼布局阵风减缓试验模型所采用的伺服舵机(Hitec-7954SH)带载情况下的动态特性进行测试,并根据试验数据辨识出舵机的传递函数。设计舵机补偿控制系统补偿舵机的幅值衰减和相位滞后,并在此基础上设计阵风减缓控制系统。仿真计算表明:在von Karman连续阵风激励的情况下,所设计的控制系统能有效减缓模型的阵风响应。然而,舵机动态特性会对阵风减缓控制系统产生影响:幅值衰减会降低阵风减缓控制系统的减缓效果而相位滞后会使得所设计的阵风减缓控制系统在某些频率范围内加剧飞机的阵风响应。比较舵机补偿控制系统开/闭状态下模型的阵风响应,在断开舵机补偿控制系统的情况下,所设计的阵风减缓控制系统的减缓效果降低,甚至加剧某些响应,说明舵机补偿控制系统的必要性,并为之后的风洞试验和飞行试验提供参考。     

基于MBC的模型结构振动控制实验研究

基于市场机制控制策略（Market-based control, MBC）是一种多目标优化算法。为检验MBC在实际结构振动控制中的控制效果,本文进行了基于MBC的模型结构振动控制实验研究。实验选用压电陶瓷片作为驱动单元和传感单元,在dSpace系统平台下,结合Matlab/Simulink工作环境,完成了MBC控制算法在实际模型振动控制中的应用。实验过程中分别对自由振动（无控）状态下和MBC控制状态下的模型结构进行了振动反应测试,获得了模型结构在输入同一正弦激励后自由振动与MBC控制状态下的结构振动响应,并对实验结果进行了对比分析。实验结果表明,MBC算法应用于实际结构中具有较好的减振控制效果     

A simulation based approach for supply network control

We focus on the problem of strategic network design in the context of multi-site enterprises. We develop a simulation model for various supply network designs evaluation. The suggested model is generic in the sense that only input data modifications are needed to adapt the model to a given supply network structure, while the model's procedural logic stays unchanged. The model reproduces the dynamics of the totality of the supply chain activities. It takes into account control policies related to the inventory management and to the scheduling of production activities. It also carries out local optimisations by dynamically allocating the customers’ demands to the appropriate distribution site and the replenishment orders expressed by the distribution and production sites of the enterprise so as to minimise a global cost function. Simulation execution permits to compute various performance measures. These indicators inform the decision-maker about the profit of the enterprise and about its customer's service level. In this paper, we propose to detail the simulation model. Then, for a fictitious problem of supply network design based on two real life applications, we highlight the influence of the control policies on the performance of the studied enterprise.     

Active control strategy of structures based on lattice type probabilistic neural network

A new neuro-control scheme for active control of structures having a basic structure similar to the Probabilistic Neural Network (PNN) is proposed. It utilizes the lattice pattern of state vector as the training data of PNN, and thus it is called the Lattice Probabilistic Neural Network (LPNN). Comparing the two schemes, PNN takes much time to obtain a control force in the application because it uses all the training patterns. This may delay the control action inevitably. However, in LPNN, the control force is calculated by using only the adjacent information of LPNN input, making the response of LPNN greatly faster than that of PNN. To investigate the general control capability of the proposed algorithm, one-story and three-story buildings under California, El Centro, and Northridge earthquakes are used as test models. Control results of the LPNN are compared with those of the conventional PNN, and these show that the structural responses have been suppressed effectively by the proposed algorithm.     

基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架模糊控制

针对磁流变悬架的非线性以及动力学模型的不确定性,提出一种基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架整车模糊控制策略。首先建立了基于磁流变减振器的整车动力学模型,并将车辆的振动控制分解垂向振动、俯仰、侧倾三个基本任务设计模糊控制器,进而设计了隶属函数和模糊控制规则;接着引入混合田口遗传算法实现对模糊控制器的隶属函数和模糊控制规则同时优化;最后进行实车道路试验来验证控制策略的有效性。试验结果表明,基于混合田口遗传算法的模糊控制能够降低确定路面激励下车身加速度峰峰值,降低随机路面激励下的加速度均方根值,显著提高车辆的平顺性,其控制效果要优于优化前的模糊控制策略。     

基于PD结合输入整形控制的含有刚性模态弹性机构的力及能耗分析

高速轻型机构在大幅度刚性运动的同时弹性构件存在着弹性变形,从而产生残留振动,导致刚性体运动与弹性体运动相互耦合,使整个系统难以精确定位。在研究含有刚性模态弹性机构的动力学特性的基础上,将时滞环节引入控制系统中,提出PD结合输入整形控制策略,研究在阶跃输入信号作用下PD结合输入整形控制系统的振动特性,分析输入整形对系统控制力和能耗的作用规律。在相同反馈增益的情况下,与PD反馈控制相比较,PD结合输入整形控制系统控制力降低56%,能耗降低47%,同时提高了系统的响应速度。