一种用于三自由度加载系统的力-位移混合控制方法技术方案

本发明专利技术涉及结构抗震技术领域，公开了一种用于三自由度加载系统的力‑位移混合控制方法。包括以下过程：对三自由度加载系统发出目标位移、目标转角和目标轴力命令，通过非线性变换得到三个作动器的目标位移，作用在试件上；在试件的水平及竖向设置LVDT位移传感器，采集LVDT位移传感器的位移，并同时采集各作动器的位移和出力；将LVDT位移传感器的位移通过非线性变换得到试件的实际位移和转角，将作动器的实际位移和出力通过非线性变换得到试件的实际轴力；将实际位移、转角和轴力传输给加载系统进行反馈控制，通过PI控制器的修正重复上述过程，从而实现试件的目标命令。本方案采用LVDT位移传感器，同时考虑了加载系统的几何非线性，提高了试验系统的精度。

A force displacement hybrid control method for three degree of freedom loading system

The invention relates to the field of structural seismic technology, and discloses a force displacement displacement hybrid control method for a three degree of freedom loading system. The following process is included: the three degree of freedom loading system sends out the target displacement, the target angle and the target axis force command. Through the nonlinear transformation, the target displacement of the three actuator is obtained. The LVDT displacement sensor is set up at the level and the vertical direction of the specimen, and the displacement of the LVDT displacement sensor is collected, and each work is collected at the same time. Displacement and output force of the actuator; the displacement and angle of the specimen are obtained by nonlinear transformation by the displacement of the LVDT displacement sensor. The actual displacement and output force of the actuator are obtained by nonlinear transformation. The actual displacement, rotation angle and axial force are transmitted to the loading system for feedback control and through the PI controller. The correction process is repeated to achieve the target command of the specimen. The LVDT displacement sensor is adopted in the scheme, and the geometric nonlinearity of the loading system is taken into account, which improves the accuracy of the test system.

【技术实现步骤摘要】
一种用于三自由度加载系统的力-位移混合控制方法
本专利技术涉及结构抗震
，尤其是一种用于三自由度加载系统的力-位移混合控制方法。
技术介绍
众所周知，地震是最常见的自然灾害之一，它的发生给人类社会造成了不可估量的经济损失和人员伤亡，研究结构的抗震性能显得尤为重要，然而，怎样准确评估结构或者构件的抗震能力是目前面临的首要问题。因此，拟静力试验进行研究。其中，由于拟静力试验显著的技术和经济优势，且通过试验可以获得结构或构件的强度、刚度、耗能等重要信息，为结构设计提供了重要依据，因此它一直都是结构抗震领域很受欢迎的试验技术。近年来，随着工程结构的大型化和复杂化，以及阻尼器、隔震支座、防屈曲支撑等耗能减振与隔震结构构件的工程应用，抗震领域对大比例尺试验甚至足尺试验的需求越来越强烈，大型多功能试验加载系统应运而生。大型多功能试验加载系统是一种多功能拟静力试验装置，主要采用反力墙、大型门架构架、液压伺服加载控制系统及加载系统，可进行剪切型试验和弯剪型试验。由于大型多功能试验系统是基于MTS控制系统进行试验研究的，因此，对试验系统的精确加载控制则是保证试验顺利进行并取得准确试验结果的关键。结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三自由度加载系统的力‑位移混合控制方法，其特征在于，包括以下过程：步骤1：对三自由度加载系统发出位移、转角和轴力命令，通过非线性变换G1得到作动器A、作动器B和作动器C的目标位移，作用在试件上；步骤2：在试件的水平以及竖向设置LVDT位移传感器，采集LVDT位移传感器的位移，并同时采集作动器A、作动器B和作动器C的位移和出力；步骤3：将LVDT位移传感器的位移通过非线性变换G2得到试件的实际位移和实际转角，将作动器的位移和出力，通过非线性变换G3得到试件的实际轴力；步骤4：将实际位移、实际转角和实际轴力传输给三自由度加载系统进行反馈控制，继续通过PI控制器的修正重复步骤1‑4，直至...

【技术特征摘要】
1.一种用于三自由度加载系统的力-位移混合控制方法，其特征在于，包括以下过程：步骤1：对三自由度加载系统发出位移、转角和轴力命令，通过非线性变换G1得到作动器A、作动器B和作动器C的目标位移，作用在试件上；步骤2：在试件的水平以及竖向设置LVDT位移传感器，采集LVDT位移传感器的位移，并同时采集作动器A、作动器B和作动器C的位移和出力；步骤3：将LVDT位移传感器的位移通过非线性变换G2得到试件的实际位移和实际转角，将作动器的位移和出力，通过非线性变换G3得到试件的实际轴力；步骤4：将实际位移、实际转角和实际轴力传输给三自由度加载系统进行反馈控制，继续通过PI控制器的修正重复步骤1-4，直至满足三自由度加载系统的预设条件，从而实现试件的目标位移、轴力和转角。2.如权利要求1所述的用于三自由度加载系统的力-位移混合控制方法，其特征在于，所述步骤1中，三自由度加载系统通过L型加载梁作用在试件上，作动器A在水平方向上连接在L型加载梁的短边，作动器B和作动器C在竖直方向上连接在L型加载梁的长边上，所述作动器A、作动器B和作动器C的目标位移通过L型加载梁将力作用在试件上。3.如权利要求2所述的用于三自由度加载系统的力-位移混合控制方法，其特征在于，所述步骤1中非线性变换G1的具体为：作动器的目标位移其中作动器A与固定端连接处在竖直方向上投射到地面的点为坐标原点，逆时针方向为转角的正方向，水平向右为X轴(横坐标)，竖直向上为Y轴(纵坐标)，i取A、B、C，dic表示作动器A、作动器B或作动器C的目标位移，XAi,s为作动器A、作动器B或作动器C与试件相连一端的横坐标，XAi,f为作动器A、作动器B或作动器C固定端的横坐标，YAi,s为作动器A...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琦，许国山，
申请(专利权)人：华西能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51