[发明专利]一种基于液压作动器的混合试验控制系统及试验方法

权利要求书

1.一种基于液压作动器的混合试验控制系统，其特征在于，包括：

试验子结构模块，所述试验子结构模块设置于待检测工程结构上；

数据采集模块，所述数据采集模块的采集端对接试验子结构模块，用于实时采集试验子结构模块的动力响应数据；

数值子结构模块，利用OpenSees建立待检测工程结构所对应的数值子结构模型，并基于来自Matlab计算模块的激励信号，获得该数值子结构模型的响应信号，并向Matlab计算模块发送；

Matlab计算模块，用于根据来自STM32单片机控制器的动力响应数据，产生激励信号，并向数值子结构模块发送；

Matlab通讯模块，用于将Matlab计算模块处理后的数据传至数值子结构模块进行房屋结构的数值计算从而实现房屋结构减震分析和地震模拟的联机混合试验；

STM32单片机控制器，用于根据来自Matlab计算模块的控制信号命令，获得液压作动器加载装置加载控制信号命令，并向液压作动器加载装置发送；

液压作动器加载装置，用于根据来自STM32单片机控制器的作动器加载控制信号命令，针对试验子结构进行运动控制，包括：电液伺服阀、伺服油缸、A/D 转换电路、D/A 转换电路，其中，

所述STM32单片机控制器通过 A/D 转换电路采集给定信号的电压值或电流值以及数据采集模块的电压反馈信号或电流反馈信号，计算给定信号与反馈信号的差值，并将差值作为输入量，通过STM32单片机控制器计算与处理得到数字输出量，再将数字输出量通过D/A 转换电路转换为电压信号或者电流信号作为电液伺服阀的控制信号；

所述电液伺服阀将电信号转化为液压能驱动伺服油缸活塞；

所述伺服油缸上的活塞向着减小偏差的方向运动，将电气信号转换为机械能。

2.根据权利要求1所述的基于液压作动器的混合试验控制系统，其特征在于：

所述数值子结构模块与Matlab计算模块之间实时双向通信对接；

所述Matlab计算模块与STM32单片机控制器之间实时双向通信对接；

所述STM32单片机控制器的输出端对接所述液压作动器加载装置，液压作动器加载装置的输出端对接试验子结构；

所述Matlab通讯模块使数值子结构模块与STM32单片机控制器之间实时传输数据，进行双向通讯；

所述Matlab计算模块根据来自STM32单片机控制器的动力响应数据，产生激励信号，并向数值子结构模块发送；以及Matlab计算模块根据来自数值子结构模块的响应信号，获得相对应的控制信号命令，并向STM32单片机控制器发送；其中，激励信号包括地震激励、以及试验子结构的反力。

3.根据权利要求1所述的基于液压作动器的混合试验控制系统，其特征在于：所述液压作动器加载装置固定于可调节支座之上，通过调节所述可调节支座调整液压作动器加载装置的位置以适用于不同的试验要求。

4.根据权利要求1所述的基于液压作动器的混合试验控制系统，其特征在于：所述数据采集模块包括磁致伸缩位移传感器和压力传感器模块。

5.根据权利要求1所述的基于液压作动器的混合试验控制系统，其特征在于：所述试验子结构模块为该结构中的某一非线性部件，难以建模的部件，或是需检测性能的部件。

6.根据权利要求1所述的基于液压作动器的混合试验控制系统，其特征在于：所述STM32单片机控制器选用STM32F767系列的单片机。