[发明专利]实时混合动力试验方法

说明书

本发明公开了一种实时混合动力试验方法，包括以下几个试验步骤：S1、在混合加载反力装置上安装试验子结构；S2、工程结构的数值计算模型在上位机中建立，上位机根据数值模型上施加的激励信号和初始化的响应信号计算出第一步的控制信号命令；S3、上位机通过数据通讯模块将控制信号命令传输到下位机，下位机接受控制信号命令；4、下位机实时地将控制信号命令发送给功率放大器，功率放大器将放大后的信号通过作动器驱动模块实现对作动器的控制，进而实现试验子结构的实时动力加载。本发明实时混合动力试验方法具有试验占地较小、试验精度稿、易于控制特点。

技术领域

本发明属于结构工程抗震试验领域，尤其涉及一种实时混合动力试验方法。

背景技术

传统的结构抗震试验方法从拟静力试验创造出重复加载方式，发展到拟动力试验再到如今比较成熟的地震模拟振动台试验方法。虽然地震模拟振动台是现阶段最常用最能反映结构在地震作用下真实情况的人工模拟手段，但是多数都只能进行缩尺模型试验。然而现代建筑结构发展趋势是大型化、复杂化，而缩尺模型得出的试验结果不能完全准确的推算到真实试验结构上。并且振动台及配套设备价格和设计建造费用昂贵，导致振动台试验费用高、试验过程复杂。

混合试验是将结构中不容易数值模拟的非线性较强或受力复杂构件作为试验子结构，其它容易模拟的部分作为数值子结构，通过上位机和作动器下位机连接通信与计算，实现全结构在地震作用下的动力反应分析。

而现有的混合试验均是基于大型的液压伺服系统，对试验室的规模、实验设备能力、上位机的台数和性能以及各方面人员数量的配备要求都很高，且整个系统搭建复杂，试验费用高昂，很难得到真正推广及应用。

因此，减小试验成本，降低混合试验研究的门槛，让混合实验平台真正得到推广及应用成为燃眉之急。

申请号201510173348.5公开了一种MATLAB-STM32混合动力试验系统，其中也提到了通过ADC模块对传感器的拉力、压力信号进行采集，但是ADC模块只能采集正电压，当时，我们的解决办法是：通过对压力传感器施加预压力并测出预压力大小，STM32采集力信号后计算出真实拉压力。上述办法的问题在于：对压力传感器外部施加预压力后，随着时间推移预压力会发生松弛现象，影响测量精度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种实时混合动力试验方法以及试验方法，该实时混合动力试验方法具有试验占地较小，搭建简单，造价低廉、试验过程费用低且易于控制等特点，并且对上位机的台数和性能以及试验人员数量的配备要求大幅度降低，使得实时混合动力试验方法能够更广泛的推广及应用，大幅度降低了混合试验研究的门槛。并且该实时混合动力试验方法的安装及工作调节方法具有操作简单，可调性好，调节精度高等特点。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种实时混合动力试验方法，包括以下几个试验步骤：

S1、在混合加载反力装置上安装试验子结构；

S2、工程结构的数值计算模型在上位机中建立，上位机根据数值模型上施加的激励信号和初始化的响应信号计算出第一步的控制信号命令；

S3、上位机通过数据通讯模块将控制信号命令传输到下位机，下位机接受控制信号命令；

S4、下位机通过作动器驱动模块实时地将控制信号命令发送给功率放大器，功率放大器将信号放大实现对作动器的控制，具体是，所述作动器驱动模块的控制方式为等效力反馈控制，由DAC模块实现，由一反相放大电路和加法运算电路配合DAC模块的双通道模式，来实现作动器正、负拉力的控制，进而实现试验子结构的实时动力加载；