[发明专利]一种分离式混合试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种分离式混合试验系统，用于实现对待检测工程结构的结构抗震试验，其特征在于：包括OpenSees数值子结构模块、MATLAB计算模块、ARM嵌入式控制模块、数据采集模块、作动器加载装置和试验子结构；

其中，试验子结构设置于待检测工程结构上，数据采集模块的采集端对接试验子结构，数据采集模块的输出端对接ARM嵌入式控制模块的输入端；OpenSees数值子结构模块与MATLAB计算模块之间实时双向通信对接，MATLAB计算模块与ARM嵌入式控制模块之间实时双向通信对接，ARM嵌入式控制模块的输出端对接作动器加载装置，作动器加载装置的输出端对接试验子结构进行控制；

数据采集模块用于实时采集试验子结构的动力响应数据，并经ARM嵌入式控制模块实时上传至MATLAB计算模块；

OpenSees数值子结构模块用于建立待检测工程结构所对应的数值子结构模型，并基于来自MATLAB计算模块的激励信号，获得该数值子结构模型的响应信号，并向MATLAB计算模块发送；

MATLAB计算模块用于根据来自ARM嵌入式控制模块的动力响应数据，产生激励信号，并向OpenSees数值子结构模块发送；以及MATLAB计算模块根据来自OpenSees数值子结构模块的响应信号，获得相对应的控制信号命令，并向ARM嵌入式控制模块发送；其中，激励信号包括地震激励、以及试验子结构的反力；

ARM嵌入式控制模块用于根据来自MATLAB计算模块的控制信号命令，获得作动器加载控制信号命令，并向作动器加载装置发送；

作动器加载装置用于根据来自ARM嵌入式控制模块的作动器加载控制信号命令，针对试验子结构进行运动控制。

2.根据权利要求1所述一种分离式混合试验系统，其特征在于：所述数据采集模块包括数据采集器、传感器组件、数据采集电压处理电路，其中，数据采集器为微控制器板载的ADC模块，传感器组件的采集端即为数据采集模块的采集端，传感器组件的采集端对接试验子结构，用于采集动力响应数据；传感器组件的输出端对接数据采集电压处理电路的输入端，数据采集电压处理电路的输出端对接数据采集器的输入端，数据采集器的输出端即为数据采集模块的输出端，数据采集器的输出端对接所述ARM嵌入式控制模块的输入端。

3.根据权利要求2所述一种分离式混合试验系统，其特征在于：所述传感器组件包括位移传感器和拉压力传感器，位移传感器的采集端和拉压力传感器的采集端即为数据采集模块的采集端，位移传感器的采集端和拉压力传感器的采集端分别对接试验子结构，用于分别采集试验子结构的位移数据和拉压力数据，即动力响应数据，位移传感器的输出端和拉压力传感器的输出端即为传感器组件的输出端的输出端，位移传感器的输出端和拉压力传感器的输出端分别对接数据采集电压处理电路的输入端。

4.根据权利要求1所述一种分离式混合试验系统，其特征在于：所述ARM嵌入式控制模块包括ARM嵌入式主控制器和作动器电压加载模块，ARM嵌入式主控制器的输入端即为ARM嵌入式控制模块的输入端，所述数据采集模块的输出端对接ARM嵌入式主控制器的输入端，所述MATLAB计算模块与ARM嵌入式主控制器之间实时双向通信对接，ARM嵌入式主控制器的输出端对接作动器电压加载模块的输入端，作动器电压加载模块的输出端即为ARM嵌入式控制模块的输出端，作动器电压加载模块的输出端对接作动器加载装置。

5.根据权利要求4所述一种分离式混合试验系统，其特征在于：所述作动器电压加载模块包括主控制器电压输出模块和作动器电压加载处理电路，所述ARM嵌入式主控制器的输出端对接主控制器电压输出模块的控制端，主控制器电压输出模块的输出端对接作动器电压加载处理电路的输入端，作动器电压加载处理电路的输出端对接作动器加载装置。