数字化模拟振动台液压系统模型的建立与分析.pdf

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1、2015年4月机床与液压Apr．2015第43卷第7期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．43No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．07．004数字化模拟振动台液压系统模型的建立与分析李睿，李学森，刘璇，徐红(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：通过研究振动台液压系统的工作原理，建立了地震模拟振动台液压系统的仿真模型。建立模型时考虑了作动器刚度、阻尼等多种因素的影响；并对主要参数的敏感度进行了分析。结果表明：该模型的计算结果与振动台的实际响应较为吻合，具有较高的精确度，可为数字化振动台系统的设计提供参考。关键词：地震

2、模拟振动台；液压伺服系统；作动器；仿真模型；敏感度分析中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)7-013—5EstablishingandAnalysisofDigitalSimulationModelofVibrationTableHydraulicSystemLIRui，LIXuesen。LIUXuan，XUHong(SchoolofCivilEngineering，Xi’anUniversityofArchitecture&Technology，xi’anShaanxi710055．China)Abstract：Throughstudyingthew

3、orkingprincipleofhydraulicvibrationtabletestsystem，thesimulationmodeloftheearthquakesimulationhydraulicvibrationtablewasestablished．Theactuatorstiffness，dampingandotherfactorswereconsideredwhenmodelingandthesensitivityofthemainparameterswasanalyzed．Theresuhsshowthattheresultsofthemodelcalculationis

4、quitetalliedwiththeactualresponseofthevibrationtablewithhi【ghaccuracy，whichcanprovidereferenceforthedesignofdigitalvibrationtablesys—tern．Keywords：Earthquakesimulationvibrationtable；Hydraulicsystem；Actuator；Simulationmodel；Sensitivityanalysis0前言台建模过程中可以只取单套作动器进行分析建模，然地震模拟振动台是一种能够较为真实地再现和模后通过8个作动器之间

5、的空间位置和运动学关系将彼拟地震对试件作用的试验仪器，也是在结构抗震试验此联系起来，形成数字化地震模拟振动台对整套系统中应用最广泛的实验仪器之一⋯。数字化地震模拟的仿真模拟。振动台作为地震模拟振动台的一种仿真手段，能够有对于整个液压系统的分析模型是通过数学的方法效避免使用振动台时的各种弊端，将振动台的优势最将振动台的命令与振动台的实际输出的关系变为输入大限度地发挥出来，是研究振动台试验的一种趋和输出信号，以传递函数的形式表现出来。为了方便势j。另外它还可以为各种仿真试验提供激励，建模，故将整个模型模块化，如图1所示。对于各种动力试验的模拟也具有一定的指导意义。)振动台所需位移本文作者首先根据

6、振动台内部控制信号进入伺服J、阀后的传递过程建立传递函数，从而完成伺服控制的数学建模；然后对作动器进行数学建模，并根据真实由——的试验数据拟合了作动器中未知的参数，形成完整的液压系统数学模型；最后，对系统的主要参数进行敏伺般阀内部循环系统fl感度分析，观察各参数对系统的影响，分析系统与实I飘(际振动台在参数改变后系统响应是否一致，判断整体作动嚣系统Il系统的仿真模型的正确性。_‘Ixo)1数字化地震模拟振动台液压系统数学模型地震模拟振动台共有8个作动器，水平方向和竖}克服作动器机械阻尼直方向作动器布置的侧重点不一致，但每套作动器的图1液压系统信号变化情况和传函涵盖范围结构设计方案基本相同。因

7、此在数字化地震模拟振动收稿日期：2014-03-12基金项目：国家自然科学基金项目(41172237)；陕西省教育厅重点实验室项目(12JS055)作者简介：李睿(1972一)，男，副教授，硕士，主要研究工程结构性能监测及智能控制。E—mail：448373817@qq．com。·14·机床与液压第43卷从图中可知，整个振动台系统可以被分解成3个迟时间r。这个延迟时间可以被理解为作动器用来克传递函数，然后根据