[发明专利]多灾种耦合作用试验装置及控制算法

权利要求书

1.多灾种耦合作用试验装置的控制算法，该多灾种耦合作用试验装置包括振动台组件(20)和实时控制系统，其特征在于，该多灾种耦合作用试验装置(1)还包括模型箱组件(30)、降雨组件(40)和/或洪水组件(50)，所述实时控制系统包括地震控制器、降雨控制器和洪水控制器，所述实时控制系统的地震控制器包括实时力反馈控制器和辨识误差补偿器，所述振动台组件(20)包括阀控系统：

实时力反馈控制器被配置为：接收输出信号y(a)，结合振动台阀控系统逆传递函数和试验结构特性，生成阀控补偿信号c；

辨识误差补偿器被配置为：接收阀控补偿信号c和输出信号y(a)，对系统辨识误差进行消除，生成消除辨识误差阀控补偿信号；

阀控系统被配置为：接收输入信号x(a)、消除辨识误差阀控补偿信号，结合阀控系统传递函数，生成输出信号y(a)。

2.如权利要求1所述的多灾种耦合作用试验装置的控制算法，其特征在于，控制振动台组件(20)的阀控系统接收到输入信号x(a)进行多灾种模拟，数采分析系统采集试验信号，该数采分析系统将该试验信号处理后发给数值仿真系统来实时更新系统特性，该数值仿真系统向实时控制系统发送输出信号y(a)。

3.如权利要求1-2任一项所述的多灾种耦合作用试验装置的控制算法，其特征在于，所述消除辨识误差阀控补偿信号为控制误差信号E₁，控制误差信号E₁为输出信号y(a)和输入信号x(a)的差值，按式6计算：

其中，G(F)为辨识得到的阀控系统传递函数，ΔF是辨识阀控系统传递函数与真实传递函数间的误差，G(S)是辨识得到的结构传递函数，ΔS是辨识传递函数与真实传递函数间的误差。

4.如权利要求1-2任一项所述的多灾种耦合作用试验装置的控制算法，其特征在于，所述消除辨识误差阀控补偿信号为控制误差信号E₂，控制误差信号E₂为输出信号y(a)和输入信号x(a)的差值，按式10计算：

其中，K_a和K_b为动态可调因子，G(F)为辨识得到的阀控系统传递函数，ΔF是辨识阀控系统传递函数与真实传递函数间的误差，G(S)是辨识得到的结构传递函数，ΔS是辨识传递函数与真实传递函数间的误差；

优选的是：在区间范围内动态调整K_a和K_b的大小，使得输出信号y(a)和输入信号x(a)的差值的不断减小达到性能最优。

5.多灾种耦合作用试验装置，包括振动台组件(20)和实时控制系统，其特征在于，该多灾种耦合作用试验装置(1)还包括模型箱组件(30)、降雨组件(40)和/或洪水组件(50)，所述实时控制系统包括地震控制器、降雨控制器和洪水控制器，所述实时控制系统的地震控制器包括实时力反馈控制器和辨识误差补偿器，所述振动台组件(20)包括阀控系统：

实时力反馈控制器被配置为：接收输出信号y(a)，结合振动台阀控系统逆传递函数和试验结构特性，生成阀控补偿信号c；

辨识误差补偿器被配置为：接收阀控补偿信号c和输出信号y(a)，对系统辨识误差进行消除，生成消除辨识误差阀控补偿信号；

阀控系统被配置为：接收输入信号x(a)、消除辨识误差阀控补偿信号，结合阀控系统传递函数，生成输出信号y(a)。

6.如权利要求5所述的多灾种耦合作用试验装置，其特征在于，控制振动台组件(20)的阀控系统接收到输入信号x(a)进行多灾种模拟，数采分析系统采集试验信号，该数采分析系统将该试验信号处理后发给数值仿真系统来实时更新系统特性，该数值仿真系统向实时控制系统发送输出信号y(a)。