地震模拟振动台三参量控制技术研究

对地震模拟振动台三参量控制算法进行了深入的研究,详细研究了三参量反馈及前馈环节对振动台系统特性的校正作用,并通过仿真和试验的方法进一步验证三参量控制算法对地震模拟振动台系统频响特性的改善效果:通过引入三参量速度反馈可以有效扩展系统的频宽,引入三参量加速度反馈可以有效提高系统的阻尼,三参量前馈控制能够对消系统闭环传递函数中距离虚轴较近的极点,实现系统频宽的进一步扩展。最后,通过对三参量伺服控制的地震模拟振动台进行地震波形再现试验,证明三参量控制算法能够实现较高精度的地震波形再现试验。

地震模拟振动台三参量控制算法超调修正

针对地震模拟振动台三参量控制算法中存在超调量过大的问题,提出了离线时域修正算法:通过时域内微分方程求解得出超调量存在的原因,进而从直接消除暂态分量出发,以三角函数、傅里叶变换为工具,提出了任意输入下超调量的修正方法,仿真结果表明该方法大大降低了超调量,减小了在线计算量。同时,通过三参量在地震模拟振动台控制系统中的应用仿真得出:修正后的三参量在降低超调的同时未产生任何不利影响,能很好的应用于地震模拟振动台系统控制。

地震模拟振动台三参量控制参数整定技术的研究

对地震模拟振动台三参量控制及其参数整定技术进行了研究,提出了一种快速三参量控制参数整定方法。通过对三参量控制算法的研究,确定三参量控制器中三参量反馈及前馈环节中各个参数的数学表达式,从而完成三参量控制器中控制参数的整定,极大地提高了地震模拟振动台三参量控制参数整定的效率。最后,通过仿真和现场试验的方法,将传统三参量控制参数整定方法与快速三参量控制参数整定方法进行对比试验,进一步证明了快速三参量控制参数整定方法的可行性和高效性。

三参量固体模型粘弹性输流管道的动力特性分析

推导了三参量固体模型粘弹性输流管道的振动微分方程 ,计算了在不同无量纲松弛系数和弹性常数比下管道的无量纲临界流速和无量纲自振复频率 ,并给出了前三阶复频率与流速的关系 .计算结果表明 ,质量比、无量纲松弛系数及无量纲弹性常数比对输流管道的动力特性均有影响 .

三参量的风浪频谱

本文基于风浪由单色波发展为充分成长状态的物理背景,阐明了一种描述谱形变化的谱宽度参量,进而确立了三参量风浪频谱的理论形式。在传统谱形的基础上,通过谱宽度参量的引入而建立了随成长状态变化的形式更为普遍的风浪频谱,在此频谱中不仅包括Neumann谱、P-M谱、JONSWAP谱、Wallops谱等重要的风浪频谱,而且还在谱的高频部分比例于频率的-4次方的假定下,导出另外一种风浪频谱。同时本文还为构造新谱提供了一种方法。

风浪频谱的成长模型Ⅱ.三参量的风浪频谱随风区的增长关系

为研究三参量风浪频谱随风浪的成长关系,从而直观地描述风浪频谱成长过程中的超射现象,并证明三参量谱谱型的合理性。基于已得到的谱参量随风区的变化关系,对三参量风浪频谱以及风浪频谱成长过程中存在的"超射"现象作深入的研究,得到三参量风浪频谱随风区的成长关系:S(ω;_0,ω_0,B)=_0()/ω_0()B()[ω/ω_0()]^(-P())exp[-(p()/q())([ω/ω_0()]-(q())-1)]在此基础上,得到无因次风区:300、500、2000、5500、10000、15000下,风浪频谱的谱线,从而直观地描述了风浪频谱成长过程中的"超射"现象,并认为在风浪频谱的成长过程中确实存在着"超射"现象,但是该现象并不如Hasselmann等提出的理论中阐述的那样存在于风浪频谱成长的全过程,而是仅存在于风浪频谱成长的初期。随着风浪的不断成长,"超射"现象逐渐减弱,直到风浪接近充分成长,"超射"现象也随之逐渐消失。经过不同风区下实测数据的检验,证明S(ω,_0,ω_0,B)、S(ω,■,■,B)、S(ω;■,■,δ)以及S(ω,■,■,β)四种形式的三参量风浪频谱谱型是合理的,同时也进一步证明了谱的零阶矩、谱的峰频率、谱宽度、波高、周期、波陡和波龄随风区变化关系的正确性。

一种改进的地震模拟振动台三参量控制技术

该文在地震模拟振动台三参量控制技术的基础上,根据研究对象的具体特点,提出了基于速度正反馈的三参量控制技术,提高了系统的开环增益和阻尼比。数字仿真及实测结果表明,改进后的控制方法取得了良好的效果。

基于Gray方程的三参量AVO反演及煤层气富集区预测

通过AVO(Amplitude Versus Offset)反演可直接求取煤层气储层的弹性参数,指导储层的评价工作。在介绍Gray近似方程的基础上,应用该方程进行了三参量AVO反演方法的研究,直接计算出了煤层气储层的密度、体积模量和剪切模量;依据煤层气富集区3个弹性参数的特征,对比求取3个弹性参数剖面后,圈定出煤层气富集区;最后,通过模型和实例分析,验证该方法的可行性。

振动信号的全频带三参量测量

目的解决振动信号的加速度、速度、位移三参量全频带测量问题。方法提出一种由振动加速度信号、位移信号生成全频带位移、速度、加速度信号的方法,对实测位移信号微分并低通滤波,对实测加速度信号积分并高通滤波,然后两者相加,得到全频段的加速度、速度、位移信号,所用的微分、积分、滤波都是用离散传函表示。结果不论是正弦振动还是随机振动,生成的位移、速度、加速度信号与正确的位移、速度、加速度信号一致。结论该方法可以由实测位移信号、加速度信号实时生成全频带三参量信号。

一类两体三参量态的量子纠缠特性

讨论了一类三参量量子态的纠缠特性。计算了2n量子系统该类态的concurrence,讨论了其形成纠缠度的下限。并计算了mn量子系统(2≤m≤n)该类态的负值度,得到了解析表达式。研究表明参量θ=π/4时,该类量子态的纠缠达到最大值,并归结为已有文献研究的一类二参量量子态。对于2n量子系统三参量量子态,其concurrence等于负值度,所有的PPT态都是可分离的,所有的NPT态都是纠缠的。对于高维情形,三参量态就没有类似的结论。

地震模拟振动台三参量控制技术的研究

针对电液伺服振动台单纯的以位移控制为基础存在着使用频率狭窄和系统阻尼小的缺陷而不能很好地实现波形复现的问题,本文根据地震模拟振动台振动控制系统的工作性能,在对液压系统进行一定线性化处理的基础之上,搭建了系统的数学模型。在单纯位移控制的基础上,增加了加速度和速度环节设计三参量控制器,分别用PID控制和三参量控制的方法对电液振动台进行仿真研究,比较了PID控制和三参量控制的优缺点。仿真结果表明,三参量的方法能有效地增大系统阻尼防止共振破坏,增强了系统的稳定性。

一种新型的三参量传感器

单参量传感器(加速度计、速度计或位移计)只能输出一种参量。本文介绍一种三参量转换器,可与任何一种单参量传感器组成一套完整的三参量传感器,可同时输出加速度、速度和位移三种参量。分析了三参量转换器的基本原理及构成三参量传感器的方法,给出了实测数据和相关的技术指标。构成的新型三参量传感器已在工程振动、强地震动等领域的测量中得到应用,取得了满意的效果。

埋地管道三参量粘弹性边界地震模型及其动力响应研究

目前,地下工程地震模型边界普遍采用刚性边界和两参数粘弹性边界,一方面,刚性边界完全没有考虑边界上的能量交换;另一方面,两参数粘弹性边界采用的Kelvin固体模型无法描述松弛特性,即不能描述岩土完整的蠕变、松弛、回复的粘弹性特性。首先,从无限域岩土介质中截取土-结构的有限模型,并在截面的边界节点上施加Kelvin-Voigt固体元件,建立三参量粘弹性人工边界,并推导了边界的法向和切向等效参数。然后,利用有限元模拟了Lamb表面源问题和P波斜入射的波动问题,得到的位移数值解与(近似)理论解吻合良好,验证了三参量粘弹性边界的有效性。最后,针对江油地区的抗震设防要求,使用校正后的EI Centro波作为输入载荷,建立埋地输气管道的三参量粘弹性边界地震模型,研究了地震波输入角和管道埋深对管道动态响应的影响,获得了埋地管道关键位置的动力学响应规律。提供的方法和获得的数据对埋地输气管道的抗震设计、施工和安全运营具有参考价值。

三参量模型粘弹性圆柱体运动微分方程的建立

从粘弹性圆柱体的微单元出发,通过分析微单元的受力情况,运用D′Alembert原理,建立轴向流动中粘弹性圆柱体的运动微分方程。然后引入三参量模型的微分算子,得到了轴向流动中三参量模型粘弹性圆柱体的运动微分方程,最后再分别引入无量纲量,将三参量模型的微分方程化为无量纲方程。

南海北部三参量风浪频谱数值模拟

基于OpenFOAM开源程序,采用侯一筠的三参量风浪频谱构造了适用于中国南海北部海域的不规则波浪。首先,在waves2Foam程序中开发了解析松弛法进行消波处理并选用速度入口法造波,进而选用JONSWAP谱进行计算以验证不规则波造波程序的准确性;其次,以适用于中国南海北部海域的三参量风浪频谱为理论基础进行编程,将三参量风浪频谱嵌入到waves2Foam程序中,替换JONSWAP谱,通过设定风区长度、风速等参量构造模拟南海北部的不规则波浪。经验证,构造的不规则波的模拟值与理论值之间的误差在精度允许范围内,表明该方法能较好地模拟南海北部真实海况下的不规则波浪。

基于三参量反馈控制策略道路模拟振动台性能优化

本论文主要是设计一个汽车整车道路模拟振动试验台,能够在室内模拟汽车在实际道路上真实的随机振动情况。重点对试验台的执行机构的机械结构,液压系统进行设计,采用三参量反馈控制策略提高系统响应,有效拓宽系统的带宽。基于MATLAB/Simulink软件对液压系统进行建模仿真,仿真结果表明:采用该控制策略能保证试验平台达到汽车整车道路试验的技术指标要求,增大油柱共振频率,拓宽系统有效带宽。

原子核电四极矩与三轴形变参量γ的关系研究

电四极矩是表征核电荷分布偏离球对称程度的重要参数,与核形变参量之间有着必然的联系。但一直以来只给出了电四极矩Q与轴对称形变参量β(或ε)之间的关系。文章从原子核表面在球坐标中用球谐函数展开式出发,导出了原子核电四极矩Q与三轴形变参量γ的关系,并对结果进行了讨论。

基于DDPG的振动台控制参数整定方法

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。

地震模拟振动台双回路复合控制方法研究

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。