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交流伺服電(diàn)動缸在地震模拟平台中(zhōng)的應用(yòng)
交流伺服電(diàn)動缸憑借其優異的控制性和相對較低的成本，特别是其核心部件—交流伺服電(diàn)機的控制精(jīng)度高、加速性能(néng)好、有(yǒu)良好的矩頻特性和過載能(néng)力，使得利用(yòng)電(diàn)動缸進行地震模拟成為(wèi)可(kě)能(néng)。交流伺服電(diàn)動缸振動台成本低、控制簡單，在地震教學(xué)演示、構件及小(xiǎo)型結構振動台實驗中(zhōng)優點突出，具(jù)有(yǒu)廣泛的應用(yòng)前景。将伺服電(diàn)動缸和微機控制技(jì )術相結合，實現了一條單向地震波的模拟仿真輸出。結果表明，在一定的加速度範圍内模拟效果良好，模拟極限加速度值和模拟效果取決于交流伺服電(diàn)動缸的性能(néng)和台面載荷。 在地震模拟中(zhōng)，考慮到對推力以及加速度的要求，常采用(yòng)大型液壓伺服驅動，但随之而來的是高昂的成本，不利于地震模拟研究的開展和普及，而伺服電(diàn)動缸在地震教學(xué)演示、構件及小(xiǎo)型結構振動台實驗中(zhōng)優點突出，應用(yòng)前景廣泛。系統驅動力由一伺服電(diàn)動缸和與之配套的驅動器提供。電(diàn)動缸标示行程１２０ｍｍ，輸出力為(wèi)１７ｋＮ，速度為(wèi)１００ｍｍ／ｓ。電(diàn)動缸的伺服電(diàn)機為(wèi)松下 ＭＩＮＡＳＡ４ 系 列，型 号 為(wèi) ＭＳＭＡ２０２Ｐ１Ｈ，額 定 功 率 為(wèi) ２．０ｋＷ；驅動器型号為(wèi) ＭＥＤＤＴ７３６４。系統上位控制單元為(wèi) ＰＣ 機和 ＰＣＩ控制卡。此外還包括加速度傳感器以及０．８ｍ×０．６ｍ 的鋁合金振動台面和與之配套的基座和軌道等。隻采用(yòng)位置控制模式會使系統的頻寬太低，無法滿足地震模拟實驗中(zhōng)對系統頻寬的要求，采用(yòng)三參量控制模式能(néng)實現較寬頻帶的穩定控制。系統閉環控制采用(yòng) ＰＩＤ 調節器進行調節。 由于采用(yòng)了開放式的數控系統，根據三 參量控制模式原理(lǐ)，位移控制對應頻率較低的情況，速度控制對應頻率高的情況，加速度控制對應頻率較高的情況，通過計算機編程實現 ＰＩＤ 調節器的設計，考慮到行程限制，采用(yòng)位置式ＰＩＤ控制算法，控制過程中(zhōng)由計算機完成ＰＩＤ 調節運算。