[实用新型]一种多参量监控地震的模拟仿真系统

说明书

本实用新型公开一种多参量监控地震的模拟仿真系统，包括：平台、驱动控制单元、与所述驱动控制单元连接的信号反馈单元、与所述信号反馈单元连接的信号处理单元、与所述信号反馈单元以及信号处理单元连接的PID调节单元。本实用新型采用电机模组进行动力加载，其不需要传动机构就能直接驱动，结构紧凑，定位精密，大大拓宽了频响范围；采用多参数控制，通过多参量扭矩控制算法可以很好地模拟震动平台的动力作用，具有不需要设置反力墙、行程要求低、控制精度高、容易实施等诸多优点。

技术领域

本实用新型涉及地震模拟仿真领域，尤其涉及一种多参量监控地震的模拟仿真系统。

背景技术

地震是对人类的威胁最严重的自然灾害之一，目前应对地震比较实用的方法就是增强结构件的抗震性能，目前结构件抗震性能研究的主要方法有拟静力试验、拟动力实验和地震模拟振动台试验。拟静力试验由于设备简单，能够最大限度获取试件的各种信息而得到广泛的应用，其主要的目的是获得结构件的刚度、承载力、变形和耗能等信息，但拟静力试验无法反映结构件在真实地震作用下的动力响应。拟动力试验是从结构件上获取其恢复力特性，其加载过程还是拟静力的。地震模拟振动台试验能够真实再现各种形式的地震波，能直接真实地反映结构件在地震过程中的受力性能和破坏特征。

地震模拟振动台的工作原理是把结构件放在一个刚性足够的台面上，通过动力加载设备使台面实现各种类型的地震波，使得结构件随之产生类似地震作用下的震动，其包括台面、震动装置、控制器等。其中震动装置一般有两种，一种是采用“励磁线圈”的电磁激振器，其位移小，出力小，不能满足低频、大位移结构加载的试验需求，只能用作小型振动台使用。另一种是采用“滚珠丝杠”的电动缸，其不能满足中高频的试验响应需求，并存在丝杠磨损的隐患。

并且现有的模拟仿真系统使用单一的控制参量，不能在宽频带范围内得到平直的响应曲线。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种多参量监控地震的模拟仿真系统，用于科研所关于结构抗震的研究与测试。

本实用新型的技术方案如下：提供一种多参量监控地震的模拟仿真系统，包括：平台、驱动控制单元、与所述驱动控制单元连接的信号反馈单元、与所述信号反馈单元连接的信号处理单元、与所述信号反馈单元以及信号处理单元连接的PID调节单元；

所述驱动控制单元包括伺服电机模组以及驱动控制所述伺服电机模组的伺服驱动器，伺服驱动器用于根据输入信号控制所述伺服电机模组产生相应震动；

所述信号反馈单元包括位置传感器、速度传感器、加速度传感器、以及扭矩传感器，用于监控伺服电机模组运行过程中的各项指标的实际反馈值，并且为信号处理单元以及PID调节单元提供数据信息；

所述信号处理单元用于对输入输出信号进行安全限制，其包括反馈信号处理模块以及命令信号处理模块，所述反馈信号处理模块用于产生的实际反馈值，所述命令信号处理模块用于处理PID调节单元产生的命令信号值；

所述PID调节单元根据信号处理单元发送的命令信号值以及实际反馈值进行实时调节输出，保证输出波形与理论波形的一致性。

进一步地，所述信号反馈单元监控伺服电机模组运行过程中的各项指标包括力、位移、速度以及加速度。

进一步地，本多参量监控地震的模拟仿真系统采用宽带频谱分析，在低频时由位移控制，中频时由速度控制，高频时由加速度控制。

进一步地，所述伺服电机模组包括：底板、设于底板上的导轨、设于导轨上的滑块、设于底板两侧的防尘钣金、设于所述防尘钣金上的负载板、设于所述负载板两侧的缓冲器、以及磁轨、电机、读数头，所述防尘钣金一侧设有拖链安装板，所述拖链安装板上设有拖链。

进一步地，所述负载板两侧设有风琴罩。