多点振动台组地震模拟系统是由多个地震模拟振动台组成的庞大而精密的台阵式地震模拟系统。为延长设备的使用寿命,提升系统的使用性能,需要做好日常运维工作。针对试验模拟系统的结构特点,给出试验系统各组成部分日常运行及维护措施。

三参量控制是地震模拟振动台的底层控制算法,其参数整定过程中涉及的参数多,传统的参数整定方法存在效率低、过程繁琐等问题。为了提高整定效率和准确性,提出一种基于确定性策略梯度(DDPG)算法的振动台三参量控制参数整定算法。此方法通过将振动台三参量控制系统作为强化学习环境,利用DDPG算法对系统的状态-动作-奖励数据进行学习和训练;训练好的智能体则可以输出最优的控制参数,然后将整定完成的控制参数放在实际振动台系统模型中进行测试。结果表明DDPG算法可以有效优化振动台控制性能,提高试验结果的准确性和可靠性,具有实际应用价值。

地震模拟振动台实验是评价建筑模型抗震性能、降低地震破坏的有效方法,其中输入振动波形的高精度复现尤为关键。针对实际实验中存在的影响精度的多种因素,如驱动信号传递过程中的非线性因素,模型简化带来的误差以及实验干扰的动态变化等,在传统的三参量控制方法的基础上,提出了一种模型参考自适应控制和三参量控制方法相结合的复合控制策略,并引入自适应谐波消除器来解决正弦信号的谐波失真问题。通过建模仿真和振动台实验,验证了提出的控制策略在提高输出信号跟踪精度、减小波形失真度等方面的有效性。

针对地震模拟振动台改造的需要,应用迭代学习控制理论,在振动台作动器位移PID控制的基础上构建外部加速度闭环,组成双闭环控制。采用Matlab进行了仿真,验证了算法的正确性和适用性。进行了控制系统软硬件的改造和开发,设计了简易的试验构件,通过大量的离线迭代实验,达到了理想控制效果,验证了改造后控制系统的性能。并进行了在线实时迭代学习控制的探索和多次试验。该研究对地震模拟振动台试验研究有重要意义。

大量的结构抗震试验需要使用单自由度振动台;将振动台纳入互联网中,可实现远程控制;振动台试验中,由于台体、构件的影响,以及作动器的非线性,传统PID控制已经达不到控制要求;提出在激励源(作动器)经典PID闭环控制的基础上,通过在台面上配置反馈通道,构建一个外部的控制闭环,组成双闭环控制系统,外部闭环控制采用离线迭代学习算法;对振动台控制系统进行了MATLAB仿真,达到了理想的控制效果;应用迭代控制理论来改造单自由度振动台控制系统,有很大的理论和实际意义。

在地震模拟振动台控制系统中,常用三参量控制实现加速度信号控制,但目前三参量参数理论整定方法存在效果不佳、智能化程度不高等问题。针对三参量控制参数整定问题,提出一种基于粒子群算法的三参量控制参数整定算法,利用粒子群算法的寻优能力完成三参量参数整定研究。仿真结果显示,与理论值相比,粒子群算法自整定值控制下地震模拟振动台波形复现精度得到提高,表明粒子群算法实现地震模拟振动台三参量控制系统参数整定,算法有效。

多台振动台组合而成的多功能台阵在工程试验中的优势逐渐体现出来，是目前振动台发展的趋势。完成一个大型台阵的搭建，多振动台之间的协同运动是首要解决的问题。以三台地震模拟振动台搭建而成的台阵为研究对象，使用基于超高速以太网EtherCAT技术设计实时高性能伺服控制系统，给出了系统软硬件设计方案。运用一主六从的网络结构，控制三振动台同步运动，最终实现三振动台位置同步、速度同步、加速度同步。显示出EtherCAT伺服控制系统在处理高密度实时数据有着优秀的控制伺服电机能力，以及基于总线的多轴组网控制能够有效解决多台伺服电机并联实时控制问题。

该文介绍了自主研制的地震模拟振动台的总体设计、系统结构设计方案及其控制系统，对地震模拟振动台研制中的关键技术进行了探讨。

采用伺服控制技术开发了地震模拟振动台及其控制系统，包括振动台的控制器和控制软件，采用复合控制方式实现了位移、速度、加速度控制。驱动设备可以是数字电动缸，也可以是数字液压缸，对于小吨位的地震模拟振动台采用数字电动缸；对于大吨位的地震模拟振动台采用数字液压缸可以获得大的激振力。在数字电动振动台和数字液压振动台上进行了测试实验，结果表明地震波的位移、速度和加速度波形都得到高精确的再现。

通过研究振动台液压系统的工作原理建立了地震模拟振动台液压系统的仿真模型。建立模型时考虑了作动器刚度、阻尼等多种因素的影响;并对主要参数的敏感度进行了分析。结果表明：该模型的计算结果与振动台的实际响应较为吻合具有较高的精确度可为数字化振动台系统的设计提供参考。