交流伺服電動(dòng)缸憑借其優(yōu)異的控制性和相對(duì)較低的成本，特別是其核心部件—交流伺服電機(jī)的控制精度高、加速性能好、有良好的矩頻特性和過(guò)載能力，使得利用電動(dòng)缸進(jìn)行地震模擬成為可能。交流伺服電動(dòng)缸振動(dòng)臺(tái)成本低、控制簡(jiǎn)單，在地震教學(xué)演示、構(gòu)件及小型結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)中優(yōu)點(diǎn)突出，具有廣泛的應(yīng)用前景。將伺服電動(dòng)缸和微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一條單向地震波的模擬仿真輸出。結(jié)果表明，在一定的加速度范圍內(nèi)模擬效果良好，模擬極限加速度值和模擬效果取決于交流伺服電動(dòng)缸的性能和臺(tái)面載荷。 在地震模擬中，考慮到對(duì)推力以及加速度的要求，常采用大型液壓伺服驅(qū)動(dòng)，但隨之而來(lái)的是高昂的成本，不利于地震模擬研究的開(kāi)展和普及，而伺服電動(dòng)缸在地震教學(xué)演示、構(gòu)件及小型結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)中優(yōu)點(diǎn)突出，應(yīng)用前景廣泛。系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)力由一伺服電動(dòng)缸和與之配套的驅(qū)動(dòng)器提供。電動(dòng)缸標(biāo)示行程１２０ｍｍ，輸出力為１７ｋＮ，速度為１００ｍｍ／ｓ。電動(dòng)缸的伺服電機(jī)為松下 ＭＩＮＡＳＡ４ 系 列，型 號(hào) 為 ＭＳＭＡ２０２Ｐ１Ｈ，額 定 功 率 為 ２．０ｋＷ；驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為 ＭＥＤＤＴ７３６４。系統(tǒng)上位控制單元為 ＰＣ 機(jī)和 ＰＣＩ控制卡。此外還包括加速度傳感器以及０．８ｍ×０．６ｍ 的鋁合金振動(dòng)臺(tái)面和與之配套的基座和軌道等。只采用位置控制模式會(huì)使系統(tǒng)的頻寬太低，無(wú)法滿足地震模擬實(shí)驗(yàn)中對(duì)系統(tǒng)頻寬的要求，采用三參量控制模式能實(shí)現(xiàn)較寬頻帶的穩(wěn)定控制。系統(tǒng)閉環(huán)控制采用 ＰＩＤ 調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。 由于采用了開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)三 參量控制模式原理，位移控制對(duì)應(yīng)頻率較低的情況，速度控制對(duì)應(yīng)頻率高的情況，加速度控制對(duì)應(yīng)頻率較高的情況，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn) ＰＩＤ 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)，考慮到行程限制，采用位置式ＰＩＤ控制算法，控制過(guò)程中由計(jì)算機(jī)完成ＰＩＤ 調(diào)節(jié)運(yùn)算。
