[发明专利]一种电动振动台在线修正迭代控制方法

权利要求书

1.一种电动振动台在线修正迭代控制方法，用于地震模拟实验，该方法基于双环迭代控制系统实现，外环采用迭代控制策略，内环采用三参量控制策略，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据加速度扫频激励信号c(k)和振动台台面采集的加速度输出信号y(k)计算系统频响函数H(f)；

步骤2、根据设置的初始频率和终止频率，由系统频响函数H(f)计算逆频响函数H^-1(f)；

步骤3、直通模式下，由加速度参考波形信号的傅里叶变换y_d(f)和系统逆频响函数H^-1(f)计算得到内环首轮驱动信号u⁰(f)；

u⁰(f)＝y_d(f)·H^-1(f)

步骤4、迭代模式下，离线计算下一次迭代试验的基准驱动信号，包括如下子步骤：

步骤4-1、根据加速度参考波形信号y_d(k)和第j-1轮振动台台面采集的加速度输出信号y^j-1(k)计算第j-1轮的误差信号e^j-1(k)：

e^j-1(k)＝y_d(k)-y^j-1(k)

步骤4-2、求内环第j轮驱动信号的频谱修正量u_corr^j(f)：

u_corr^j(f)＝α(f)e^j-1(f)H^-1(f)

其中，α(f)是自动变步长函数，α(f)＝0.1·e^-0.077f，e^j-1(f)是e^j-1(k)的傅里叶变换；

步骤4-3、由第j-1轮驱动信号u^j-1(f)和u_corr^j(f)计算第j轮的离线基准信号u_ff^j(f)：

u_ff^j(f)＝u_corr^j(f)+u^j-1(f)

步骤4-4、对u_ff^j(f)做傅里叶逆变换，得到时域基准驱动信号u_ff^j(k)；

步骤5、迭代模式下，在离线计算得到的基准驱动信号基础上，在线修正加速度驱动信号，具体步骤如下：

步骤5-1、计算在线过程修正量u_fb(k)：

u_fb^j(k)＝β(y_d(k)-y^j(k))

其中，β是在线过程的学习率，取(0，1]；

步骤5-2、计算在线过程每一时刻实时加速度驱动信号u(k)：

u(k)＝u_ff^j(k)+u_fb^j(k)

步骤6、重复步骤4、5，直至振动台台面采集的加速度输出信号y(k)收敛于加速度参考波形信号y_d(k)。

2.根据权利要求1所述的一种电动振动台在线修正迭代控制方法，其特征在于，所述步骤1中，系统频响函数的计算包括以下子步骤：

步骤1-1、通过H1方法计算系统频响函数H(f)：

其中，S_xx(f)是加速度扫频激励信号的自功率谱密度，S_xy(f)是加速度扫频激励信号和振动台台面采集到的加速度输出信号的互功率谱密度；

步骤1-2、对系统频响函数进行指数滑动平均滤波；

步骤1-3、对滤波后的系统频响函数进行三次样条插值，使得系统频响函数和地震波加速度参考波形信号的频率分辨率相同。