采用電動(dòng)式激振器的混合試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭迎慶，李 陽(yáng)，徐趙東，陳 笑，王軍建

(1.南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院，南京210037；2.東南大學(xué)土木工程學(xué)院，南京211189 3.南京東瑞減震控制科技有限公司，南京210033；)

結(jié)構(gòu)混合試驗(yàn)(hybrid testing)，又稱擬動(dòng)力試驗(yàn)(pseudo-dynamictesting)或聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)[1-2]。它通過(guò)數(shù)值計(jì)算來(lái)考慮結(jié)構(gòu)慣性力和阻尼力作用，而恢復(fù)力通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載獲取，是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的有效方法之一[3]。

日本學(xué)者Nakashima等[4]于1992年將振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)技術(shù)、擬動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)和子結(jié)構(gòu)技術(shù)相結(jié)合，提出了混合試驗(yàn)方法，并進(jìn)行了速度相關(guān)型試件的混合試驗(yàn)，驗(yàn)證了其方法的可行性。之后，Nakashima和Masaoka[5]又于1999年設(shè)計(jì)了基于DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)的實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)系統(tǒng)，并對(duì)5層附加粘滯型阻尼器的隔震建筑模型進(jìn)行地震模擬混合試驗(yàn)研究，驗(yàn)證該系統(tǒng)的可行性。2006年，Nakata等[6]提出了一種可用于空間多自由度混合試驗(yàn)的多軸作動(dòng)器耦合的力位移混合控制方法，該方法采用Broyden增量迭代方法更新試件的Jacobian剛度矩陣，將力命令變換為位移命令，最終實(shí)現(xiàn)作動(dòng)器的加載。2008年，Baradaran和Charlet[7]采用OpenSees和電液伺服系統(tǒng)，對(duì)單層2跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震模擬混合試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。2017年，F(xiàn)ermandois和Spencer[8]提出了一個(gè)多軸實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)架構(gòu)，該方法核心是設(shè)計(jì)一個(gè)具有多作動(dòng)器的“計(jì)算機(jī)-物理”系統(tǒng)，對(duì)加快推進(jìn)實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)的發(fā)展具有重要意義。2018年，Guo等[9]提出了一種消除作動(dòng)器時(shí)滯對(duì)數(shù)值積分算法的影響的全局迭代實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)方法，并通過(guò)理論分析與對(duì)裝配24個(gè)非線性連桿和粘滯阻尼器的大型非線性斜拉橋系統(tǒng)進(jìn)行混合試驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法的可行性、穩(wěn)定性和有效性。

相對(duì)于國(guó)外對(duì)混合試驗(yàn)時(shí)間，我國(guó)起步較晚，但經(jīng)過(guò)我國(guó)科研工作者的不懈努力和刻苦鉆研，我國(guó)已在混合試驗(yàn)方面有突出進(jìn)展，并建立起一批由國(guó)家或省、部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為主的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)施[10]，對(duì)國(guó)內(nèi)抗震試驗(yàn)的研究起到了積極推動(dòng)作用。2007年，Wu等[11]提出了等效力控制方法，并將平均加速度法假定帶入混合試驗(yàn)求解結(jié)構(gòu)的離散運(yùn)動(dòng)方程，該方法速度快、無(wú)須迭代求解隱式積分方程，為混合試驗(yàn)方法的研究提供新的思路。2012年，王貞[12]采用dSpace DS1103控制板與四個(gè)電磁作動(dòng)器組成的TT1試驗(yàn)系統(tǒng)，提出了一種基于簡(jiǎn)化作動(dòng)器模型的在線時(shí)滯估計(jì)方法及兩種時(shí)滯補(bǔ)償策略。2013年，許國(guó)山等[13]采用有限元軟件OpenSees、接口程序OpenFresc和試驗(yàn)控制LabVIEW/dSPACE完成了一層框架結(jié)構(gòu)混合試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明兩套混合試驗(yàn)系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性和精度。2014年，蔣建波等[14]利用一款S7-300PLC系統(tǒng)以及smith補(bǔ)償策略設(shè)計(jì)出一種能實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象與控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)互聯(lián)傳輸?shù)幕旌蠈?shí)驗(yàn)平臺(tái)。2016年，Xu等[15]利用伺服電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，高性能STM32單片機(jī)為控制芯片，初步搭建起了電動(dòng)式疲勞機(jī)系統(tǒng)環(huán)境模擬的方法。2019年，杜春波等[16]采用交替協(xié)調(diào)的邊界近似協(xié)調(diào)方法搭建出新型混合試驗(yàn)平臺(tái)，并通過(guò)數(shù)值混合模擬與混合試驗(yàn)驗(yàn)證了試驗(yàn)方法的有效性。

總體而言，混合實(shí)驗(yàn)方法在近年來(lái)得到了飛速發(fā)展，但是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本過(guò)高，大多數(shù)科研工作者很難真正運(yùn)用這一科學(xué)方法。本文提出了一種采用電動(dòng)式激振器的混合試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。該方法主要采用MATLAB軟件、STM32系列單片機(jī)、串口通信技術(shù)、等效力控制方法以及電動(dòng)式激振器、位移傳感器、力傳感器等搭建了一套完整的包含硬件和軟件的混合試驗(yàn)系統(tǒng)，為非線性結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的測(cè)試提供試驗(yàn)平臺(tái)。為了檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)混合試驗(yàn)系統(tǒng)的性能，選用粘彈性阻尼器作為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)，對(duì)加入粘彈性阻尼器的單自由度框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了混合試驗(yàn)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的混合試驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信可靠，整個(gè)系統(tǒng)可行、有效。

1 激振器混合試驗(yàn)系統(tǒng)

1.1 混合試驗(yàn)系統(tǒng)介紹

采用電動(dòng)式激振器的混合試驗(yàn)系統(tǒng)包括上位機(jī)與下位機(jī)兩部分，如圖1所示。上位機(jī)部分主要是采用MATLAB軟件編寫(xiě)上、下位機(jī)串口通信程序和數(shù)值子結(jié)構(gòu)程序，實(shí)現(xiàn)給下位機(jī)發(fā)送命令信號(hào)，同時(shí)接收下位機(jī)傳遞的位移和力信號(hào)，完成數(shù)值子結(jié)構(gòu)的模擬與計(jì)算。下位機(jī)部分主要由控制系統(tǒng)、激振器系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)及試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)組成。其中控制系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為主控制器，編寫(xiě)上、下位機(jī)串口通信程序、激振器控制程序和傳感器數(shù)據(jù)采集程序。下位機(jī)部分主要實(shí)現(xiàn)上、下位機(jī)的數(shù)據(jù)通信、對(duì)激振器的驅(qū)動(dòng)控制以及傳感器的數(shù)據(jù)采集等功能。

圖1 混合試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖Fig.1 Hybrid testing system schematics diagram

1.2 混合試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與工作流程

混合試驗(yàn)系統(tǒng)是以電動(dòng)式激振器作為作動(dòng)器(即整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力源)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)振動(dòng)力的加載；以試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)為試驗(yàn)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)在振動(dòng)力加載下的力響應(yīng)和位移響應(yīng)，并采用力傳感器與位移傳感器測(cè)量；以STM32單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)上、下位機(jī)的數(shù)據(jù)通信，傳感器的數(shù)據(jù)采集以及采用PID控制算法對(duì)激振器驅(qū)動(dòng)控制；以MATLAB軟件完成整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)值子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)數(shù)值模型的搭建，上、下位機(jī)的數(shù)據(jù)通信以及處理下位機(jī)反饋回來(lái)的力信號(hào)與位移信號(hào)；以STM32單片機(jī)的USART接口與MATLAB軟件串口通信外部接口連接，實(shí)現(xiàn)上、下位機(jī)的串口通信，建立起數(shù)值子結(jié)構(gòu)與試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)聯(lián)系。整個(gè)混合試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示。

圖2 混合試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Fig.2 The structure diagram of the hybrid testing system

圖3 混合試驗(yàn)系統(tǒng)工作流程圖Fig.3 The workflow diagram of the hybrid testing system

混合試驗(yàn)系統(tǒng)的工作流程如圖3所示。首先，由上位機(jī)MATLAB通過(guò)串口發(fā)送初始控制信號(hào)，STM32單片機(jī)接收上位機(jī)傳來(lái)的初始控制信號(hào)，轉(zhuǎn)化為電壓控制信號(hào)，給出初始電壓激勵(lì)，繼而帶動(dòng)激振器工作產(chǎn)生激振力；然后，激振器帶動(dòng)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)工作，傳感器測(cè)量試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的力和位移數(shù)據(jù)；接著，STM32單片機(jī)根據(jù)采集到的力和位移數(shù)據(jù)進(jìn)行PID反饋算法調(diào)節(jié)，改變輸出電壓；最后，將反饋調(diào)節(jié)后激振器產(chǎn)生的力信號(hào)通過(guò)USART傳遞至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)已經(jīng)建立的數(shù)值子結(jié)構(gòu)計(jì)算給出下一個(gè)加載周期的目標(biāo)信號(hào)，最后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，直到達(dá)到預(yù)定周期數(shù)，試驗(yàn)停止。

2 混合試驗(yàn)系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的混合試驗(yàn)系統(tǒng)的硬件部分主要包括電動(dòng)式激振器、功率放大器、STM32控制器、位移傳感器、拉壓力傳感器等，混合試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖如圖4所示。其中，電動(dòng)式激振器選用KDJ-100型100 kg的電動(dòng)式激振器；力傳感器為量程1 kN的KD4010A荷重傳感器，并配備KD6201變送器；位移傳感器為量程50 mm的5.1-1-0050-1V10型磁致伸縮位移傳感器；STM32控制器選用STM32F103ZET6型單片機(jī)。

圖4 混合試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖Fig.4 Hybrid testing system physical diagram

本文設(shè)計(jì)的混合試驗(yàn)系統(tǒng)所涉及的位移傳感器與拉壓力傳感器輸出信號(hào)都是電壓信號(hào)，具體大小分別是0 V～10 V，-5 V～5 V；電動(dòng)式激振器通過(guò)輸入正負(fù)電壓來(lái)控制拉壓兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。但是，STM32單片機(jī)能夠采集與輸出的電壓信號(hào)都在0 V～3.3 V，因此對(duì)傳感器信號(hào)采集需要先進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換處理(即利用外圍電路把傳感器的輸出電壓轉(zhuǎn)化成STM32單片機(jī)能夠進(jìn)行采集的電壓范圍)，然后再進(jìn)行采集。同時(shí)，STM32單片機(jī)對(duì)激振器的控制信號(hào)是無(wú)法直接輸出負(fù)電壓的，因此需要對(duì)單片機(jī)的輸出信號(hào)通過(guò)外圍電路做反向放大處理。因此本文設(shè)計(jì)了一個(gè)外圍電路，如圖5所示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)激振器驅(qū)動(dòng)信號(hào)和傳感器數(shù)據(jù)采集信號(hào)的轉(zhuǎn)換。該外圍電路主要采用LM358運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)，包括反相放大電路、求和運(yùn)算電路和降壓電路等。

圖5 外圍電路實(shí)物圖Fig.5 Physical peripheral circuit diagram

2.2 軟件設(shè)計(jì)

混合試驗(yàn)系統(tǒng)的軟件部分的主要功能是配合硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)混合試驗(yàn)的試驗(yàn)加載，按照構(gòu)成可以分為上位機(jī)MATLAB程序和下位機(jī)STM32程序。上位機(jī)MATLAB程序主要是對(duì)數(shù)值子結(jié)構(gòu)仿真模擬計(jì)算，以及與下位機(jī)STM32之間的數(shù)據(jù)通信。下位機(jī)STM32程序主要是實(shí)現(xiàn)作動(dòng)器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制和試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集，以及與上位機(jī)MATLAB之間的數(shù)據(jù)通信。

上位機(jī)MATLAB與下位機(jī)STM32之間采用RS-232協(xié)議進(jìn)行串口通信。下位機(jī)STM32程序的設(shè)計(jì)主要采用庫(kù)函數(shù)編程，包括串口通信程序、ADC數(shù)據(jù)采集程序、DAC電壓輸出程序及PID控制程序等。上位機(jī)MATLAB實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)值子結(jié)構(gòu)仿真模擬計(jì)算，完成數(shù)值子結(jié)構(gòu)與試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)相結(jié)合在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)運(yùn)算，從而求解出整體結(jié)構(gòu)在地震作用下動(dòng)力響應(yīng)。其主要包括數(shù)值子結(jié)構(gòu)建模及初始參數(shù)設(shè)置、串口中斷回執(zhí)函數(shù)和數(shù)值積分算法。數(shù)值子結(jié)構(gòu)建模包括集中質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣的計(jì)算；初始參數(shù)設(shè)置包括串口基本參數(shù)設(shè)置和數(shù)值子結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度、初始位移、初始速度、初始加速度設(shè)置；串口中斷回執(zhí)函數(shù)由串口事件觸發(fā)運(yùn)行，進(jìn)行讀取串口數(shù)據(jù)，再通過(guò)數(shù)值積分算法計(jì)算分析當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)下，結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應(yīng)以及下一時(shí)間步長(zhǎng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)，寫(xiě)入串口數(shù)據(jù)。

3 混合試驗(yàn)系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)

本文的控制對(duì)象為電動(dòng)式激振器，試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)為粘彈性阻尼器。就電動(dòng)式激振器而言，電流信號(hào)與激振器的出力是線性關(guān)系，本文電動(dòng)式激振器的采用力加載控制；而試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)粘彈性阻尼器的力學(xué)特性是非線性的。針對(duì)本文混合試驗(yàn)系統(tǒng)采用等效力控制法[17-18]設(shè)計(jì)控制器，當(dāng)混合試驗(yàn)的積分算法選用平均加速度法，在離散時(shí)間上等效力控制方法的運(yùn)動(dòng)方程表達(dá)式如下：

其中：

式中：MN、CN、KN分別為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣，通常為常量；RE為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)反力向量，可由試驗(yàn)測(cè)量得到；d、v、a分別為位移向量、速度向量、加速度向量；Δt為積分時(shí)間間隔；Fi+1為外荷載向量；下標(biāo)N表示該變量與數(shù)值子結(jié)構(gòu)相關(guān)，E表示與試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)相關(guān)；KPD為擬剛度矩陣；FEQ,i+1為每個(gè)加載周期內(nèi)的等效力命令。

等效力控制方法采用的是閉環(huán)控制系統(tǒng)，即反饋控制的方法，控制使反饋力即式(1)左邊平穩(wěn)漸近地趨于等效力即式(1)右邊，其作動(dòng)器采用力加載控制的等效力控制方法[19]實(shí)現(xiàn)，原理如圖6所示。在每一個(gè)積分時(shí)間間隔Δt中，等效力命令和等效力反饋值的等效力差通過(guò)等效力控制器以及力分配系數(shù)Cf得到下一步的力命令在每一次加載周期接近結(jié)束時(shí)，當(dāng)?shù)刃ЯΨ答佒的軌驘o(wú)限逼近對(duì)應(yīng)加載周期的等效力命令FEQ,i+1(t)時(shí)，實(shí)際位移將無(wú)限趨近于目標(biāo)位移di+1(t)，將成為式(1)的解[20]。其中，Cf為力分配系數(shù)，其作用相當(dāng)于Newton迭代法中的Jacobian矩陣，力分配系數(shù)Cf的取值如下所示：

式中，KN、KE分別為數(shù)值子結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的初始剛度矩陣。

圖6 等效力控制原理圖Fig.6 Equivalent force control schematic diagram

控制器的作用是使等效力反饋值能夠準(zhǔn)確跟蹤等效力命令，控制器分為內(nèi)環(huán)力控制器和外環(huán)等效力控制器，外環(huán)控制器為等效力控制，通過(guò)等效力控制器和力分配系數(shù)Cf計(jì)算出作動(dòng)器的力加載命令，內(nèi)環(huán)控制器為作動(dòng)器的力控制，使作動(dòng)器能準(zhǔn)確達(dá)到力命令，本文的控制器選擇增量式PID控制器。內(nèi)環(huán)力PID控制器的輸入為作動(dòng)器的目標(biāo)力與實(shí)際力的差值。外環(huán)等效力PID控制器的作用是“強(qiáng)迫”式(1)混合試驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程成立，以保證整個(gè)混合試驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度。

4 試驗(yàn)分析

本文對(duì)加入粘彈性阻尼器的單自由度框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行混合試驗(yàn)，不考慮試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)質(zhì)量對(duì)混合試驗(yàn)的影響，其結(jié)構(gòu)的參數(shù)為：MN=500kg，KN=500N/mm，CN=1.6N·s/mm，阻尼比ξ=0.05，試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)等效剛度KE=200N/mm，試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)等效阻尼CE=2.9N·s/mm，結(jié)構(gòu)的自振周期為0.2 s。經(jīng)過(guò)工程整定法得到：內(nèi)環(huán)力PID控制器的參數(shù)分別為Pi=0.2，Ii=20，Di=0；外環(huán)等效力PID控制器的參數(shù)分別為Po=45，Io=80，Do=0。試驗(yàn)中以El-Centro波作為整個(gè)混合試驗(yàn)系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)，加速度峰值為50 gal，地震作用時(shí)間為10 s，時(shí)間步長(zhǎng)0.02 s，力分配系數(shù)Cf=0.0324，將STM32控制器輸出信號(hào)電壓與激振力的增益系數(shù)設(shè)定為80，混合試驗(yàn)系統(tǒng)的力傳感器、位移傳感器、粘彈性阻尼器與電動(dòng)式激振器的結(jié)構(gòu)安裝如圖7所示，加粘彈性阻尼器的單自由度框架結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果如圖8所示。

從圖8(a)和圖8(b)可以看出，加粘彈性阻尼器的單自由度框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的混合試驗(yàn)位移最大值為0.748 mm，最小值為-0.574 mm，理論解位移最大值為0.558 mm，最小值為-0.432 mm，絕對(duì)誤差最大值為0.190 mm，位移誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為0.061 mm；速度最大值為24.0 mm/s，最小值為-22.4 mm/s，理論解速度最大值為16.6 mm/s，最小值為15.8 mm/s，絕對(duì)誤差最大值為7.4 mm，速度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為2.2 mm。從圖8(c)可以看出，試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的反力最大值為116.1 N，最小值為-102.4 N；最大位移為0.748 mm，最小位移為-0.574 mm。其力-位移曲線兩端棱角分明，是由于地震作用下峰值處力與位移快速變化，同時(shí)曲線總體類似于橢圓且較為飽滿，能夠反映出粘彈性阻尼器耗能效果較好。由上述分析可知，混合試驗(yàn)要略大于理論結(jié)果，在峰值處相差比較明顯，但混合試驗(yàn)與理論結(jié)果基本吻合。試驗(yàn)中誤差存在的主要原因是：粘彈性阻尼器是一種非線性減震裝置，特別是裝置中所采用的粘彈性減震材料具有強(qiáng)非線性特性，其性能受到溫度、激勵(lì)頻率和激勵(lì)幅值的影響。本混合試驗(yàn)未能實(shí)時(shí)完成，導(dǎo)致試驗(yàn)過(guò)程中粘彈性阻尼器剛度偏小，因此試驗(yàn)結(jié)果會(huì)大于理論結(jié)果。此外，整個(gè)混合試驗(yàn)系統(tǒng)中所采用的PID控制器的參數(shù)一經(jīng)整定后，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中就固定不變，這樣便可保證大部分激勵(lì)下的控制要求。然而PID參數(shù)不隨著負(fù)載非線性特性的變化而進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使得在試驗(yàn)過(guò)程中的個(gè)別峰值處不能達(dá)到最佳的控制效果，而出現(xiàn)了一定誤差。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，整個(gè)混合試驗(yàn)系統(tǒng)在El-Centro波作用下，混合試驗(yàn)與理論結(jié)果基本保持一致，且誤差的標(biāo)準(zhǔn)差較小，說(shuō)明了混合試驗(yàn)解與理論解總體偏差較小，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的混合試驗(yàn)系統(tǒng)可行性。

圖7 試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)Fig.7 The test substructure

圖8 地震激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)Fig.8 Structural responses under seismic stimulation

綜上所述，本文所設(shè)計(jì)的一種采用電動(dòng)式激振器的混合試驗(yàn)系統(tǒng)總體上是滿足要求的，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)值子結(jié)構(gòu)與試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作，完成對(duì)非線性試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能測(cè)試，該混合試驗(yàn)系統(tǒng)是可靠的和有效的。

5 結(jié)論

本文在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)設(shè)計(jì)了一種采用電動(dòng)式激振器作為作動(dòng)器部分，以粘彈性阻尼器為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的混合試驗(yàn)系統(tǒng)，并對(duì)其中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了闡述和試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明，本文所建立的混合試驗(yàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信可靠，能夠較好地完成基于粘彈性阻尼器的混合試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果和理論分析結(jié)果吻合較好，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)混合試驗(yàn)系統(tǒng)的有效性和可靠性。