文档介绍：振动一离心复合环境中随机振动的白适应逆控制方法研究振动一离心复合环境的研究是基于结构或模型可靠度的要求而提出的,是关键词:振动一离心复合环境结构工程专业研究生:汤敏指导教师:于建华研究结构破坏机理、验证模型有效性的重要手段。将振动台安装于离心机之上的复合实验系统可以比较真实地模拟出这种复合环境,但同时高线加速度环境中的强烈扰动会给振动台的正常工作造成影响,使其振动响应无法满足实验要求。因此,如何对复合环境中的振动台实施控制成了人们关注的焦点。本文尝试采用自适应逆控制方法实现离心机振动台复合实验系统的随机振动控制。作者首先对随机振动的统计特性、分析方法和控制实验作了简单介绍。然后分析了自适应逆控制方法的基本思路,介绍了有关模型辨识和逆控制器的概念。接下来,针对控制过程中的关键技术作了更为深入的研究,讨论了使用抖动信号建立系统模型、选取神经网络建立系统逆模型以及消噪系统设计的问题。其中,还就神经网络训练样本的形成作了必要说明。最后,借助于振动台的离散五刚体模型,将振动台的台面加速度作为控制目标,进行了复合实验系统在随机输入作用下的控制仿真。仿真按逆控制器的不同设计了两种控制系统:允视β瞬ㄆ骺刂葡低澈虰缒婵刂葡低场数据结果表明,两种系统都能够达到良好的控制效果,只是适用的范围有所不随机振动自适应逆控制瞬ㄆ神经网络同。
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绪论相关领域的研究现状概论穸焕胄幕肪复合离心机振动台实验系统振动系统非常庞大,而且不能得到垂直于线加速度方向的振动。同时由于振动经过改造后安装在离心机臂上,研制了专门的复合环境振动实验设备一一近年来,振动力与离心力的二元复合实验方法日益为学术界和工程界所重视,这种复合环境实验要比单一环境实验更符合客观实际,是研究结构破坏机理、验证模型有效性的重要手段。振动离心复合实验系统是最直接的实现复合环境的方法,但要真正完成客观环境的模拟,一套行之有效的控制系统是必不可少的,只有通过对振动台实施控制,才能克服实验过程中高线加速度及设备本身造成的强烈干扰,为待测机构提供可靠准确的激励环境。目前,复合离心机振动台实验系统尚不多见,大部分研究成果都是借助于计算机的数字模拟得以完成的。本文的工作是国家自然科学基金一中国工程物理研究院联合基金项目“振动一离心复合环境自适应逆控制方法研究”的一部分,基于前期对理论建模‘及自适应控制“”和逆系统方法“”的研究成果,将对如何使用自适应逆控制方法进行实验系统随机振动控制的问题做一些探索和尝试,力求寻找出一个精确有效的控制算法,为后期实验系统数字处理器的实现奠定基础。将振动台安装在离心机臂上是实验室内实现振动一离心复合环境的主要途径。从上个世纪六十年代以来,国内外在这一领域的实践取得了不少成果。年,美国研究中心所属的国家实验室有了比较精确、复杂的惯性设备“。“”,可在离心机上输出很大的压力。年国家实验室又开发研制了“离心一振动设备”。年美国实验室也开发了类似的设备“安装单轴电磁振动台系统的离心机”。早期实验设备的主要不足是台采用液体冷却,在高线加速度离心场中输送液体非常困难。到年代末,国家实验室的蚏热税哑胀ㄕ穸四川大学硕士学位论文
较困难,同静态环境下振动台的控制有较大区别。总的来说,离心环境下振动穸笛楹屠胄氖笛樽楹显谕还讨型瓿桑晒Φ啬D饬肆街作用并存的复合动态环境。后来,随着大型结构或系统工程设计及研究的需要,特别是足尺模拟实验方法的开展,复合液压振动台的研制也发展起来。年美国加利福尼亚技术研究所”“。“F浒刖秎米的离心机研制了‘’ǖ缫核欧穸ǎ谜穸ǹ以较准确地按比例模拟地震,包括地震周期、强度和波形。年该所等人报道了用于离心机上的一个弹簧作动器振动台,这个振动台使用了一个液压缸对弹簧进行预压缩。大学有一台用于离心机上进行地震模拟和土木技术测试的电液伺服控制振动台系统,液压激振器安装在振动台面下,实现了垂臂安装方案“,。国内对复合实验系统的研究起步较晚,但也获得了一定的技术进展。南京水利科学研究院研制成功了我国第一台土工离心机振动台,该复合系统也是采用的液压振动台“”。复合环境中的振动控制虽然成功实现了一些复合台,但目前复合环境振动台实验研究的进展仍有很大阻力,除了受实验设备本身的限制之外,控制方法的研究也存在很大困难。将振动台安装在离心机上,由于离心机的高速旋转,会使振动台的控制比台的控制可以分为系统纠偏以及数字控制两类。对于顺臂安装的振动台,在强大离心力作用下,驱动线圈会拉扯或挤压弹性支撑系统使其离开平衡位置,导致弹性支撑系统损坏。在振动台采取垂臂安装时,离心力的作用会使振动电枢向外倾斜,致使线圈变形卡在磁路环形缝隙中,同样会使振动台丧失工作能力。由于可采用多方向振动夹具,在不旋转振动台的情况下,仍能得到垂直于离心机机臂的振动“虼耍壳罢穸ㄔ诶