[发明专利]用于振动台的波形控制装置

说明书

本发明涉及一种可用于装有一个振动台和一个波前控制单元的振动装置，并且涉及一种能产生目标波的实时自适应波形控制装置和方法，并且复制波通过单次激励彼此重合。

以前，为了检查在例如地震期间结构的情况、强度等，已经进行了各种类型的振动试验，并且为此目的，已经使用了振动单元。图12示意表示这种类型振动单元的配置。这种振动单元带有：一个振动台2，随安装在其上的一个要试验物体的试验件223振动；和一个波形控制单元100，控制振动的波形。而且，上述振动台2带有：一个振动台控制部分21，其中输入来自波形控制单元100的输出信号；一个激励机221，向其中输入来自该振动台控制部分21的控制信号；及一个试验件安装平台222，由该激励机221激励。一个振动台激励机构22包括激励机221和平台222。因而，从波形控制单元100发送的一个激励波90的信号转换成用来操作在振动台控制部分21处的激励机221的伺服命令，并且平台222和安装在其上的试验件223通过接收伺服命令信号的激励机221的操作而振动。

这里，激励波90是指输入到振动台2的振动波形，并且为了进行适当的振动试验，必需向振动台2指示激励波90，从而试验件223可以由要实现的特定波形(目标波形)振动。就是说，必须把激励波90设置成具有这样一种波形，从而使从提供在平台222上的一个加速传感器224得到的振动波形(复制波20)与目标波彼此重合。波形控制单元100是一个为产生这样一种适当激励波90而提供的单元。

一般地，在激励波90与复制波20之间的关系能由如下表达式(1)表示为频率(ω)的函数：

Y(ω)=G(ω)·X(ω)    (1)

其中Y(ω)表示复制波20的特性，而X(ω)表示激励波90的特性，及G(ω)表示包括一个试验件223的振动台222的特性(下文，简单地称作振动台的特性)。当该表达式(1)变成用来确定激励波X(ω)的表达式时，求出如下表达式(2)：

X(ω)=G^-1(ω)·Y(ω)    (2)

其中G^-1(ω)是振动台的颠倒特性。在上述波形控制单元100中，使用公式(2)确定激励波X(ω)，从而使复制波Y(ω)与目标波重合。由于把复制波Y(ω)设置成目标波，所以得知，如果确定振动台的颠倒特性G^-1(ω)，则能计算一个适当的激励波X(ω)。

然而，难以直接确定振动台的该颠倒特性G^-1(ω)，因为它随振动台2本身、试验件223、及振动的振幅电平等变化。因而，通常，使用某种试验方法，其中根据当振动单元实际操作时得到的关于激励波90和复制波20的试验数据，计算对于颠倒特性G^-1(ω)的估计值 G ~ - 1 ( ω ) ]]>。在常规振动单元中，在振动台2的实际激励期间不进行振动台颠倒特性的这种确定，而是在激励后以离线方式进行它。换句话说，按常规，由通过以前振动试验或初步试验得到的数据预先估计振动台的颠倒特性，并且把估计值用作以后振动试验中的固定值。