交流伺服电动缸在地震模拟振动台中的应用
地震模拟振动台控制技术及软件研究
统稳 定 的补偿 ， 去德 国 Ｓ Ｈ Ｎ Ｋ公 司就 是 采 用 这 过 ＣＥＣ 种 方法 。另一种 方法 是将 位移 、 度 和加 速 度共 同进 速 行 反馈 的三参 量反 馈控 制方 法 ， 国 Ｍ 系统公 司就 美 是采 用这 种控制 方 法 。这 也是 目前 广泛 采 用 的方 法 。 采用 三参量控 制 的主要原 因是 因为使用单 一 的位 移控
象种类繁 多 ， 要控 制 的地 震 模 拟振 动 台 是一 个 非 常 复 杂系统 ， 而且这个 系 统往 往 是无 法 用 数 学模 型来 准 确 描述 的 ， 它不仅 与模拟控 制 系统 、 动器 、 作 台面有关 ， 而 且 与试件 的特性也 有关 系 ， 其 是被 试 结 构模 型 在 实 尤
Ｑ Ｕ Ｆ — ｅ， Ｈ ｅｇｑａ ｇ ＷＡ Ｇ Ｇ ｎ ，Ｈ Ａ Ｇ Ｘ ｎ －ｏ ｇ Ｚ Ａ Ｇ Ｈ ｎ － Ｉ ａｗ ｉ Ｓ Ａ Ｆ ｎ —ｉｎ ， Ｎ ａｇ Ｕ Ｎ ｉｇｈ ｎ ， Ｈ Ｎ ｏ ｇ ｉ ｊ
（ 京 三强 同维 机 电 液 压科 技 发 展 有 限公 司 ， 京 北 北 １２ ０ ） ０２ ０
力。在数 字 电动振 动 台和数 字液压振 动 台上进 行 了测试 实验 ， 结果表 明地震 波的位 移、 速度 和加速 度波形都
得 到 高精 确 的再现 。
关键 词 ： 震模拟振 动 台 ； 地 控制软 件 ； 三参量控 制 ； 加速 度控 制 ； 波形 再现 ； 迭代
中图分类 号 ：Ｈ１ ７ 文献标 识码 ： 文章编号 ：０ ０４ ５ （０ １ ０ － ９ －４ Ｔ ３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ）６０ ８０ ０
国外引进 的重要 原 因 。我 们 经 过 多年 的研 究 ， 用 数 采 字液压 和伺 服控 制技 术 ， 现 了位 移 、 度 、 实 速 加速 度 波
振动台的相关适用介绍
振动台的相关适用介绍一、什么是振动台？振动台是一种模拟震动环境的设备，通过振动系统产生机械震动，以检测物体在振动环境下的耐震性能。
其被广泛应用于航空航天、地震监测、地质勘探、汽车、铁路、桥梁、建筑等领域。
二、振动台的种类1. 电动振动台电动振动台是通过电动机带动偏心轮产生振动，最大优点是能够产生较大的振动幅度和频率范围，可广泛应用于大型、重型物体的振动试验。
2. 液压振动台液压振动台是利用液压缸产生振动，适用于高精度、高频率振动试验，尤其适用于精密仪器、电子设备等小型物体的振动试验。
3. 电液振动台电液振动台是将电动机、偏心轮和液压缸相结合的振动台，综合了电动振动台和液压振动台的优点，可广泛应用于中小型物体的振动试验，也是最常见最常用的一种振动台。
三、振动台的应用领域1. 航空航天领域振动台可模拟飞行器在发射、飞行、升空和降落过程中所受到的各种力和振动环境，测试飞行器的耐震性能，确保其安全可靠。
2. 地震监测领域振动台可模拟地震时物体所受的振动环境，测试建筑物、桥梁等结构在不同震级下的破坏性能，提高地震工程的安全性和可靠性。
3. 地质勘探领域振动台可模拟地震波的传播过程，测试地质探测设备的抗震性能，提高勘探工程的可靠性和准确性。
4. 汽车、铁路、桥梁、建筑等领域振动台可模拟各种路面、桥梁、建筑物等所受到的振动环境，测试其耐震性能和破坏性能，提高这些领域的安全性和可靠性。
四、振动台的参数及试验标准振动台的参数包括振幅、频率、加速度等，试验标准包括GB、ASTM、ISO等，不同领域有不同的标准和要求。
试验时应按照相关标准进行，以保证试验结果的正确性和可信度。
五、结语振动台是一种重要的试验设备，在航空航天、地震监测、地质勘探、汽车、铁路、桥梁、建筑等领域均有广泛的应用。
选择合适的振动台和正确的试验参数及标准，将能够提高试验可靠性和准确性，保证试验结果的正确性和可信度。
伺服电缸的应用场景
伺服电缸的应用场景
伺服电缸是一种能够在特定位置进行精确运动的装置，因此适用于许多应用场景。
以下是一些常见的伺服电缸应用场景：
1. 自动化生产线：伺服电缸可用于自动化生产线上的定位、定时和运动控制任务，例如装配线上的零件定位和组装操作。
2. 机械加工：伺服电缸可用于机械加工设备上的精确定位和运动控制，例如数控机床上的工件定位和切割操作。
3. 包装和装卸：伺服电缸可用于包装和装卸设备上的定位和控制任务，例如自动包装机上的产品放置和封装操作。
4. 物料搬运：伺服电缸可用于物料搬运设备上的定位和运动控制，例如输送带上的物料分拣和传输操作。
5. 机器人和自动化操作：伺服电缸可用于机器人和自动化操作设备上的运动控制，例如机械臂的关节运动和末端执行器的定位。
6. 测试和测量：伺服电缸可用于测试和测量设备上的精确定位和运动控制，例如材料强度测试机上的加载和测量操作。
总之，伺服电缸的应用场景非常广泛，适用于需要精确定位和运动控制的各种自动化、机械和工业领域。
三维六自由度地震模拟振动台系统控制技术研究与应用
三维六自由度地震模拟震动台系统控制技术探究与应用专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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振动台工作原理范文
振动台工作原理范文振动台是一种用于模拟地震、风、水流等自然力作用的设备，常用于地震工程、建筑结构、桥梁工程、航空航天工程等领域的研究和测试。
它通过施加模拟力或位移来产生振动，使被测试的结构或设备在其上受到一系列模拟的动态荷载，以检测其对振动的响应和性能。
振动台主要由振动系统、控制系统和支撑系统三个部分组成。
振动系统是振动台的核心部分，它利用电机、液压缸等驱动装置产生力或位移，将模拟力施加到被测结构上。
常用的振动系统包括电动振动台、液压振动台和伺服振动台等。
其中，电动振动台通过电动机驱动振动台进行振动；液压振动台通过液压泵驱动液压缸进行振动；伺服振动台则通过伺服系统精确地控制位移或力的大小和频率。
在振动系统中，通常还包括一些附件，如力传感器、位移传感器、加速度传感器等，用于检测振动台施加到被测结构上的模拟力和位移。
控制系统根据设计要求，控制振动台的振动特性，如频率、幅值、相位等。
在控制系统中，通常包括振动信号发生器、数据采集系统、控制器等。
振动信号发生器可以生成各种不同频率、幅值和相位的振动信号，用于控制振动台工作。
数据采集系统则用来采集传感器测量到的振动信号，并对其进行处理和分析，以便得到被测结构的振动响应和性能参数。
而控制器则通过对振动台施加的模拟信号进行敏感控制，以确保振动台能够按照设计要求进行工作。
支撑系统主要是用来支撑和固定被测结构，并减小冲击和振动对周围环境的干扰。
在支撑系统中，通常包括一个坚固的结构平台和一些减震装置。
结构平台可以承受振动台以及被测结构的重量，并通过固定装置将其牢固地固定在振动台上。
减震装置可以通过吸收和分散振动能量，减小振动台对周围环境的影响。
振动台的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1.设计模拟参数：根据需要模拟的工况，如地震、风、水流力等，确定模拟的参数，如频率、幅值、相位等。
2.设置控制系统：根据设计模拟参数，通过控制系统设置振动特性，如输入相应的频率、幅值和相位等。
振动台试验在结构地震响应中的应用
振动台试验在结构地震响应中的应用振动台试验是通过模拟地震荷载作用于结构物上的一种试验手段。
它可以在实验室中通过控制振动台的运动，产生不同频率和振幅的地震波形，模拟出真实地震中的动力特性，进而研究结构物在地震中的响应情况。
振动台试验在结构地震工程领域具有广泛的应用，为提高结构的抗震能力、设计合理的抗震措施和评估结构的地震性能提供了有效的手段。
一、振动台试验在结构抗震能力研究中的应用振动台试验可以模拟出各种复杂的地震荷载，通过控制振动台的运动和波形，可以对结构的抗震能力进行全面的评估。
例如，研究者可以通过振动台试验来测定结构的基频、共振频率和动力特性等重要参数，从而得到结构的动力响应。
此外，振动台试验还可以用于评估不同结构体系或材料的抗震性能。
通过改变试验参数，如振幅、频率和向量，可以模拟出不同程度的地震荷载，对比不同结构体系或材料的地震响应情况。
这有助于工程师选择合适的结构体系和材料，从而提高结构的抗震能力。
二、振动台试验在新型结构体系设计中的应用随着科技的不断进步，人们对结构体系的要求也越来越高。
传统的结构体系在地震中的表现并不理想，因此需要寻求新的结构体系。
振动台试验可以帮助研究者评估新型结构体系的抗震性能，从而为设计提供参考。
通过在振动台上进行试验，可以模拟真实地震的作用，评估新型结构体系在地震中的性能表现，进一步改进设计。
三、振动台试验在结构抗震措施研究中的应用除了设计新型结构体系，振动台试验还可以在评估和改进现有结构体系中发挥重要作用。
例如，在振动台上可以进行反复加载试验，模拟结构在地震中的反复荷载作用，评估结构的疲劳性能。
此外，振动台试验还可以模拟不同地震方向和强度的地震波形，研究结构在不同地震条件下的响应。
这有助于工程师选择合适的结构抗震措施，提高结构的地震性能。
最后，振动台试验还可以用于研究结构的损伤与破坏机制。
通过模拟不同程度的地震荷载，研究者可以观察结构物的破坏形态、破坏范围和破坏原因等，并根据试验结果改进结构的设计和抗震措施。
结构实验技术_地震模拟振动台试验2
4、输入波形
地震模拟振动台试验的主要目的是检验 结构在遭遇地震时的性能。一般要求振动台 能够模拟地震地面运动，输入的振动波形应 为不规则的地震波。此外，振动台可以用来 对结构施加各种振动激励，输入的波形还包 括正弦波、三角波等规则波，以及随机的不 规则白噪声波等。
建设单位
中国建筑±1.2 X：±1000 X：±100
三向六自由度 4*4 10 25 Y：±0.8 Y：±600 Y：±50 0~50
Z：±0.7 Z：±600 Z：±50
三向六自由度 3*4 3 12 X：±1.3 X：±600 X：±125 3.4~40 250
X：±1.0 X：±600 X：±80
一、概论
3、优点：可以真实的反应结构实际地震反 应；可以很好的反映应变速率对结构材料 强度的影响
4、缺点：设备昂贵，受台面尺寸限制，不 能做大比例模型试验；受尺寸效应影响， 很难评价结构的抗震能力
二、振动台基本原理
振动台是用来产生模拟的地震地面运动，对结构的 抗震性能进行研究。如图为一地震模拟振动台的示 意图。
2*250
三向六自由度 5*5 20 30 Y：±1.0 Y：±600 Y：±80 0.5~40 2*250
Z：±0.7 Z：±300 Z：±50
4*250
水平竖向双向 四自由度
2*2.8
6
X：±1.0 X：±500 Z:±0.8 Z:±340
X：±50 Z:±34
0.1~100
150
X：±1.0 X：±100 X：±100
208
控制 生产 方式 厂家
备注
MTS 三参
量
位移
MTS
部分 MTS
全套MTS,台面 首钢制造，目
地震模拟振动台的设计与应用技术pdf
参观龙陵松山雕塑群观后感前几天去参观了龙陵松山雕塑群，那可真是一场触动心灵的体验。
一走进那片区域，就感觉像是被一种庄严肃穆的气场给包围了。
那些雕塑啊，一尊尊栩栩如生，就像把当年松山战役的场景直接搬到了眼前。
先看到的是那些战士们冲锋的样子，他们的表情特别坚毅，每一块肌肉都像是充满了力量。
感觉他们不是冰冷的雕塑，而是随时能从石头里蹦出来，再次冲向敌人的热血英雄。
我就站在那儿想，当年的战斗肯定是无比惨烈的，这些战士们得有多勇敢啊。
他们可没有什么超级英雄的装备，就凭着一腔热血和保家卫国的决心，在这片土地上和敌人拼死战斗。
再看那些受伤的战士雕塑，有的躺在地上，眼睛里还透着不屈。
我心里就一阵难受，这可都是一个个鲜活的生命啊，为了我们现在的和平日子，付出了那么多。
我突然觉得现在的生活里那些小烦恼都不算啥了。
跟他们比起来，我们在工作上的压力、生活里的小摩擦，简直就是小巫见大巫。
还有那些反映战士们互相扶持的雕塑，能看出战友之间深厚的情谊。
在那么艰苦的战争环境下，他们就是彼此的依靠。
这让我想到，在生活中我们也应该珍惜身边的朋友，互相帮助。
而且这个雕塑群的布局也很巧妙，就像在讲述一个完整的故事一样。
从战斗开始，到中间的艰苦奋战，再到最后的胜利或者壮烈牺牲，就这么一步一步把你带入到当年的情境里。
我跟着这个“故事线”走，情绪也是起起伏伏的。
一会儿为战士们的英勇激动得热血沸腾，一会儿又为他们的牺牲难过不已。
参观完整个雕塑群，我就像是上了一堂超级生动的历史课。
这可比在书本上看那些干巴巴的文字有力量多了。
我深刻地意识到，我们现在的和平生活是用无数英雄的鲜血换来的。
所以啊，我们真得好好珍惜现在的每一天，不能辜负了他们的牺牲。
而且，我们也要把这些英雄的故事传下去，让更多的人知道这段历史，知道我们的幸福来之不易。
这龙陵松山雕塑群，可真是个充满力量和意义的地方啊。
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交流伺服电动缸在地震模拟振动台中的应用曹 军１，杨俊杰１，应义淼２，章雪峰２（１．浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州 ３１００１４；２．浙江工业大学建筑规划设计研究院，浙江杭州 ３１００１４）摘 要：交流伺服电动缸凭借其优异的控制性和相对较低的成本，特别是其核心部件———交流伺服电机的控制精度高、加速性能好、有良好的矩频特性和过载能力，使得利用电动缸进行地震模拟成为可能。
交流伺服电动缸振动台成本低、控制简单，在地震教学演示、构件及小型结构振动台实验中优点突出，具有广泛的应用前景。
将伺服电动缸和微机控制技术相结合，实现了一条单向地震波的模拟仿真输出。
结果表明，在一定的加速度范围内模拟效果良好，模拟极限加速度值和模拟效果取决于交流伺服电动缸的性能和台面载荷。
关键词：电动缸；交流伺服电机；地震模拟；ＰＩＤ控制中图分类号：Ｐ３１５．８；ＴＭ３４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００２－４９５６（２０１１）０４－００６７－０４Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＣ ｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｉｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＣａｏ Ｊｕｎ１，Ｙａｎｇ Ｊｕｎｊｉｅ１，Ｙｉｎｇ Ｙｉｍｉａｏ２，Ｚｈａｎｇ Ｘｕｅｆｅｎｇ２（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４，Ｃｈｉｎａ；２．Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＣ ｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｂｅｃｏｍｅｓ ａｎ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｅｒｖｏ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｌｏｗ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｃｏｓｔｓ．Ｔｈｅ ＡＣ ｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ ｈａｓ ｍａｎｙ ｆｉｎｅ ｑｕａｌｉｔｉｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ，ｇｏｏｄ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｔｏｒｑｕｅ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｏｖｅｒｌｏａｄ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ ｉｔ ｃａｐａｂｌｅ ｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈａｔ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｂｒｉｇｈｔ ｆｏｒ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｅｍｂｅｒ ｏｒ ｓｍａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｉｓ ｅａｓｙ ａｎｄ ｔｈｅｃｏｓｔ ｉｓ ｌｏｗ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｗａｖｅ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ＡＣｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｗｉｔｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｄｅｌｉｔｙ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ｔｈｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｌｏａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ；ＡＣ ｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ；ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ收稿日期：２０１０－０６－１８基金项目：浙江省科技厅资助项目“余震作用下混凝土结构施工技术研究”（２００９Ｃ１６０７６）作者简介：曹军（１９８５—），男，浙江建德，在读硕士，研究方向：混凝土结构Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｏｊｕｎ１９８５０５１７＠１６３．ｃｏｍ通信作者：杨俊杰（１９５８—），男，浙江诸暨，教授，主要从事混凝土结构的教学和科研工作． 伺服电动缸和液压伺服设备相比，具有维护简单、控制稳定、节能环保等优点，它主要由伺服电机、驱动器、缸体、丝杆、推杆以及减速器等组成。
将交流伺服电机与微机控制技术［１－２］相结合，可以实现对推杆的推力、速度以及位移等参数的高精度控制。
在地震模拟中，考虑到对推力以及加速度的要求，常采用大型液压伺服驱动，但随之而来的是高昂的成本，不利于地震模拟研究的开展和普及，而伺服电动缸在地震教学演示、构件及小型结构振动台实验中优点突出，应用前景广泛。
本文论证了伺服电动缸应用于地震模拟实验中的可行性，初步分析了相关因素对于模拟效果的影响，为伺服电动缸在地震模拟中的应用提供参考。
１ 系统硬件系统驱动力由一伺服电动缸和与之配套的驱动器提供。
电动缸标示行程１２０ｍｍ，输出力为１７ｋＮ，速度为１００ｍｍ／ｓ。
电动缸的伺服电机为松下ＭＩＮＡＳＩＳＳＮ １００２－４９５６ＣＮ１１－２０３４／Ｔ 实 验 技 术 与 管 理Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ 第２８卷 第４期 ２０１１年４月Ｖｏｌ．２８ Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１１Ａ４系列，型号为ＭＳＭＡ２０２Ｐ１Ｈ，额定功率为２．０ｋＷ；驱动器型号为ＭＥＤＤＴ７３６４［３］，额定功率为２．５ｋＷ。
系统上位控制单元为ＰＣ机和ＰＣＩ控制卡。
此外还包括加速度传感器以及０．８ｍ×０．６ｍ的铝合金振动台面和与之配套的基座和轨道等。
图１ 伺服驱动器和电源实物图图２ 交流伺服电动缸实物图２ 系统数字化控制２．１ 数控方案数控信号为了模拟地震波，通常是经过一定的频率采样得到的加速度数字脉冲序列。
控制的主要目的是实现目标加速度信号的跟踪再现。
伺服电机驱动器本身也具有位移、速度、转矩等多种控制模式，但为了控制策略的自由性和多样性，从而实现加速度曲线模拟品质的优化，本文利用ＰＣ机、ＰＣＩ控制卡、执行和辅助单元建立开放式的数控系统［４］，采用闭环控制模式［５］（见图３），进一步提高模拟品质。
图３ 系统硬件组成和连接逻辑图根据参考文献［６］中的分析，只采用位置控制模式会使系统的频宽太低，无法满足地震模拟实验中对系统频宽的要求，采用三参量控制模式能实现较宽频带的稳定控制。
系统数控方案原理如图４所示。
图４ 系统数控方案原理图２．２ 系统调节和控制参数系统闭环控制采用ＰＩＤ调节器进行调节。
由于采用了开放式的数控系统，根据三参量控制模式原理［７］，位移控制对应频率较低的情况，速度控制对应频率高的情况，加速度控制对应频率较高的情况，通过计算机编程实现ＰＩＤ调节器的设计，考虑到行程限制，采用位置式ＰＩＤ控制算法［８］，控制过程中由计算机完成ＰＩＤ调节运算。
图５为ＰＩＤ调节器控制参数设置窗口图。
图５ ＰＩＤ调节器控制参数设置窗口图根据输入的偏差值，ＰＩＤ调节按比例、积分、微分的传递函数运算出控制输出的结果。
对于ＰＩＤ调节参数的整定，直接影响最终的地震波模拟品质。
虽然ＰＩＤ控制参数整定算法有多种，但是地震波千变万化，具有不同的动态特性，再加上是多变量的复合调节，整定工作十分复杂，满足一个地震波的参数对于另一个不一定适用。
本文根据参考文献［９］，依据３个控制参数的相互独立性和各自的控制规律采用经验法进行整定，依据各个参数的控制规律，按照比例、积分、微分的次序依次确定合适的调节参数，可以快速得到比较理想的波形模拟效果。
通过多次的参数整定实验，对于三参量的控制增益系数设置得到了加速度和速度的控制增益系数过大会使得系统内环不稳定，系统极易产生高频振荡现象８６实 验 技 术 与 管 理的结论。
２．３ 地震波信号预处理根据设计的数控方案，要求输入信号包括三部分：加速度脉冲以及与之对应的速度和位移脉冲信号。
加速度脉冲常为已知信号，要获得速度和位移脉冲需要对加速度脉冲进行积分。
对于离散信号，采用普通数值积分误差极大，利用频域积分［１０］效果较理想。
需要注意的是得到的位移脉冲幅值不能超过电动缸行程范围，否则造成控制冲突。
对于原始地震波模拟可以在合理范围内适当提高加速度信号的最小截止频率（滤去信号的一些低频成分）以减小位移幅值或加大电动缸行程以满足条件。
通常会因为实验相似比的原因将波形的时间压缩，这样位移幅值会大幅减小，一般都可满足电动缸的行程要求。
积分得到的位移初始值通常不在零位，为了保证系统初始化后载入信号时的合理稳定，可将位移脉冲减去初始值，位移曲线整体相位移动不影响加速度模拟输出。
本文模拟的地震波采用５．１２地震四川什邡八角台记录的东西分量波形，采样频率为２００Ｈｚ，有效时长为１６０ｓ，加速度峰值为０．５５ ｇ（ｇ为重力加速度）。
３ 模拟结果分析将原始地震波幅值等比例缩放后，得到加速度正峰值分别为０．１ ｇ、０．２５ ｇ、０．４ ｇ、０．５５ ｇ和０．８２５ ｇ的相似波形，依次通过经验参数整定法确定控制参数后进行模拟，分别得到系统输入输出曲线并进行分析。
峰值为０．１ ｇ的加速度曲线局部模拟效果见图６，对应位移曲线局部模拟效果见图７。
图６ 峰值为０．１ ｇ的加速度曲线局部模拟效果图根据加速度曲线模拟的效果分析，受到系统响应时间的影响，系统输入输出信号之间存在０．１ｓ的滞后，对于地震模拟来说，地震波相位滞后不会影响地震波的模拟效果。
本文采用的伺服电动缸在较低加速度幅值（０．２５ｇ）下模拟效果良好。
当加速度幅值加大（０．４ ｇ），输出图７ 加速度峰值为０．１ ｇ对应位移曲线局部模拟效果图加速度的幅值有所折减，峰值越大处折减越多；随着加速度幅值进一步加大（０．５５ ｇ），峰值的折减更加明显，在加速度的峰值点，输出波形表现出明显的平滑过度。
当加速度输入达到０．８２５ ｇ时，波形出现明显的畸变，系统达到加速度输出最大幅值０．５ ｇ。
表１为各模拟加速度波形输入输出的正负峰值相对误差。
表１ 加速度波形输入输出峰值相对误差％波形０．１ ｇ ０．２５ ｇ ０．４ ｇ ０．５５ ｇ ０．８２５ ｇ正峰值－３．５－１．８－２２－２９．１－３９．２负峰值－１．８ ７．６－２０．８－２６．８－３３．６ 幅值折减以及平滑现象的出现，和电动缸的性能参数有直接的联系。
不能仅通过电动缸的最大功率和最大速度参数计算得到其能模拟的最大地震加速度，模拟的品质主要取决于电动缸的加速性能和伺服电机自身的惯量特性。