结构拟动力试验网络化和振动台控制方法研究

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1、硕士学位论文摘要结构抗震试验是目前防震抗灾研究的必要环节。随着控制理论、计算机技术、互联网技术的发展，抗震试验方法也朝着大型化、网络化、数字化、精确化方向发展。新的试验方法在伪静力试验、拟动力试验和振动台试验当中的应用是当前抗震试验研究的热点，特别是基于互联网的远程协同拟动力试验和基于精确控制方法的振动台试验，更是成为国内外防震抗灾试验方法研究领域的前沿。本文阐述了结构拟动力试验的原理及其网络化趋势，重点分析了网络协同拟动力试验平台NetSlab的原理和在该平台下的远程协同拟动力试验方法和过程。针对湖南

2、大学结构实验室参与NetSlab协同实验的需要，提出了一个将实验设备MTS电液伺服系统纳入NetSlab远程协同试验的网络化方案，并通过MTS系统后台软件的开发接口，用MicrosoftVisualC++开发了一套网络化试验程序：其中MTS网络化服务程序作为本地试验系统与NetSlab试验程序的网络接口；基于ActiveX标准的控件提供给NetSlab试验程序，使得拟动力试验程序不用关心网络通讯和命令执行细节，只要通过对控件的函数调用就可以完成对远程试验设备的控制和数据反馈。在多次湖南大学与美国南加州大

3、学、哈尔滨工业大学、同济大学等远程协同拟动力试验中表明上述方案能满足湖南大学结构实验室设备参与NetSlab协同试验的要求。在网络协同拟动力试验过程中，由于网络延时造成的反馈力误差而导致拟动力试验积累误差是影响试验准确度的重要原因。本文设计了一种基于神经网络的BP算法补偿器，对反馈力的延时误差进行在线补偿，试验结果表明效果良好。振动台试验中，如何弥补模拟地震波在试件上的跟踪误差是振动台试验研究的重点内容。本文针对MTS电液伺服系统振动台的控制要求，构建了一种双闭环控制系统，即内闭环采用MTS传统PID控

4、制，外闭环采用迭代学习方法来消除误差。仿真实验表明，只要选择合适的迭代学习参数和迭代次数，就可以让试件上获得的模拟地震波输出快速、稳定地跟踪期望轨迹。关键词：拟动力试验；振动台试验；电液伺服系统；ActiveX控件；神经网络；BP算法；迭代算法I结构拟动力试验网络化和振动台控制方法研究AbstractStructuralseismictestingisanecessarylinkintheresearchofseismic.Withthedevelopmentofthecontroltheory,com

5、putertechnologyandnetworktechnology,seismictestmethodstendstolarge-scaled,networked,digitized,accurate.Applicationofnewtestingmethodsonquasi-statictesting,pseudo-dynamictesting,shakingtabletestisthehotspotoftheresearchoftheseismictestingofstructures,espe

6、ciallytheremotepseudo-dynamictestingbasedonnetworkandtheshakingtabletestingbasedonaccuracycontrolmethod.Thispapershowsthebasicprincipleandnetworkedtrendofthepseudo-dynamictesting,analysestherulesoftheremotepseudo-dynamictestplatformwhichcalledNetSlabandt

7、hemethodsoftheremotepseudo-dynamictest.AimingtotherequirementofHunanuniversityjoiningtotheNetSlabtest,aimprovedschemeisproposedtoincludetheMTSelectrohydraulicservosystemintoNetSlab,whichistodevelopasuitoftestprogramviaMTSsoftwaredevelopmentinterface:onei

8、snamedMTSremoteserverserveastheinterfacebetweenlocaltestdeviceandNetSlabtestsoftware,andtheotherisastandardActiveXcomponenttobeusedbyNetSlabtestsoftware,whichmakethetestprogramneednottorelatenetworkcommunicationandorderexe