[實用新型]一種多參量監控地震的模擬仿真系統

有效

• 申請號: 201822090442.6
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN208969454U
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 李劍杰;劉雷
• 申請（專利權）人: 阿斯科納科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02;G09B25/00
• 代理公司: 深圳市中科創為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 譚雪婷;謝亮

本實用新型公開一種多參量監控地震的模擬仿真系統，包括：平臺、驅動控制單元、與所述驅動控制單元連接的信號反饋單元、與所述信號反饋單元連接的信號處理單元、與所述信號反饋單元以及信號處理單元連接的PID調節單元。本實用新型采用電機模組進行動力加載，其不需要傳動機構就能直接驅動，結構緊湊，定位精密，大大拓寬了頻響范圍；采用多參數控制，通過多參量扭矩控制算法可以很好地模擬震動平臺的動力作用，具有不需要設置反力墻、行程要求低、控制精度高、容易實施等諸多優點。

技術領域

本實用新型涉及地震模擬仿真領域，尤其涉及一種多參量監控地震的模擬仿真系統。

背景技術

地震是對人類的威脅最嚴重的自然災害之一，目前應對地震比較實用的方法就是增強結構件的抗震性能，目前結構件抗震性能研究的主要方法有擬靜力試驗、擬動力實驗和地震模擬振動臺試驗。擬靜力試驗由于設備簡單，能夠最大限度獲取試件的各種信息而得到廣泛的應用，其主要的目的是獲得結構件的剛度、承載力、變形和耗能等信息，但擬靜力試驗無法反映結構件在真實地震作用下的動力響應。擬動力試驗是從結構件上獲取其恢復力特性，其加載過程還是擬靜力的。地震模擬振動臺試驗能夠真實再現各種形式的地震波，能直接真實地反映結構件在地震過程中的受力性能和破壞特征。

地震模擬振動臺的工作原理是把結構件放在一個剛性足夠的臺面上，通過動力加載設備使臺面實現各種類型的地震波，使得結構件隨之產生類似地震作用下的震動，其包括臺面、震動裝置、控制器等。其中震動裝置一般有兩種，一種是采用“勵磁線圈”的電磁激振器，其位移小，出力小，不能滿足低頻、大位移結構加載的試驗需求，只能用作小型振動臺使用。另一種是采用“滾珠絲杠”的電動缸，其不能滿足中高頻的試驗響應需求，并存在絲杠磨損的隱患。

并且現有的模擬仿真系統使用單一的控制參量，不能在寬頻帶范圍內得到平直的響應曲線。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種多參量監控地震的模擬仿真系統，用于科研所關于結構抗震的研究與測試。

本實用新型的技術方案如下：提供一種多參量監控地震的模擬仿真系統，包括：平臺、驅動控制單元、與所述驅動控制單元連接的信號反饋單元、與所述信號反饋單元連接的信號處理單元、與所述信號反饋單元以及信號處理單元連接的PID調節單元；

所述驅動控制單元包括伺服電機模組以及驅動控制所述伺服電機模組的伺服驅動器，伺服驅動器用于根據輸入信號控制所述伺服電機模組產生相應震動；

所述信號反饋單元包括位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、以及扭矩傳感器，用于監控伺服電機模組運行過程中的各項指標的實際反饋值，并且為信號處理單元以及PID調節單元提供數據信息；

所述信號處理單元用于對輸入輸出信號進行安全限制，其包括反饋信號處理模塊以及命令信號處理模塊，所述反饋信號處理模塊用于產生的實際反饋值，所述命令信號處理模塊用于處理PID調節單元產生的命令信號值；

所述PID調節單元根據信號處理單元發送的命令信號值以及實際反饋值進行實時調節輸出，保證輸出波形與理論波形的一致性。

進一步地，所述信號反饋單元監控伺服電機模組運行過程中的各項指標包括力、位移、速度以及加速度。

進一步地，本多參量監控地震的模擬仿真系統采用寬帶頻譜分析，在低頻時由位移控制，中頻時由速度控制，高頻時由加速度控制。

進一步地，所述伺服電機模組包括：底板、設于底板上的導軌、設于導軌上的滑塊、設于底板兩側的防塵鈑金、設于所述防塵鈑金上的負載板、設于所述負載板兩側的緩沖器、以及磁軌、電機、讀數頭，所述防塵鈑金一側設有拖鏈安裝板，所述拖鏈安裝板上設有拖鏈。

進一步地，所述負載板兩側設有風琴罩。