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研究生:賈博宇
研究生(外文):Po-YuChia
論文名稱:振動台效能對PFCMD即時複合實驗之影響探討
論文名稱(外文):Performance Evaluation of Shaking Table on Real-Time Hybrid Testing of PFCMD
指導教授:朱世禹
指導教授(外文):Shih-Yu Chu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:207
中文關鍵詞:即時複合實驗振動台試驗半主動壓電摩擦型質量阻尼器可變摩擦機構
外文關鍵詞:Real Time Hybrid TestShaking Table TestPiezoelectric Friction Controllable Mass Damper SystemPiezoelectric Friction Damper
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經由文獻結果證實複合實驗可應用於被動控制之摩擦隔震元件,藉由建立主結構之數值模型,並將隔震結構之層間剪力回授至數值模型並將下一步主結構之位移命令發送至振動台使之作動,即可呈現振動台實驗時之反應。而經由先期研究成果也發現,於半主動壓電式摩擦型調諧阻尼器之複合實驗時,出現位移訊號符合而加速度訊號不符之現象,導致複合實驗結果不甚理想,與振動台實驗之結果有相當大的落差。本文主要為探討各種不同之振動台控制方法於複合實驗時之影響,分別以MTS公司所提供之STEX PRO位移回饋、加速度回饋、位移和加速度同時回饋及外部控制進行實驗,並觀察各控制方法之誤差及準確性。並選擇適當之控制方法,運用至半主動壓電式摩擦型調諧質量阻尼器之振動台實驗及複合實驗,並經由實驗結果證實於半主動控制時摩擦隔震元件之複合實驗的可行性。
The passive type of friction isolator applicated in hybrid test was confirmed through references, this research build th main system’s numerical model, and feedback inter-story shear force between isolator and main system to numerical model to compute the main system’s next step’s displacement command to actuate shaking table, then it will show results it got in shaking table test. Early research also showed that displacement’s signal was matched, but acceleration’s signal wasn’t during hybrid test of piezoelectric friction controllable mass damper system (PFCMD), and lead to disappointment result of hybrid test which was quite obviously different with shaking table test. The main purpose of the research is to discuss influence of any different shaking table’s control method in hybrid test, such as MPT control, STEX PRO displacement feedback, acceleration feedback and both signal feedback offered by MTS Co. This research also observed every method’s accuracy, and chose appropriate one to apply in shaking table test and hybrid test. The experimental result confirmed feasibility of isolated element of semi-active control in hybrid test.
論文摘要 I
PERFORMANCE EVALUATION OF SHAKING TABLE ON REAL-TIME HYBRID TESTING OF PFCMD II
誌謝 XI
目錄 XIII
表目錄 XVI
圖目錄 XVIII
符號表 XXVI
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 本文內容 5
第2章 壓電式摩擦型調諧質量阻尼系統複合實驗之理論 7
2.1 結構系統與機構原理 7
2.1.1 滾軸單擺系統組成之結構介紹 7
2.1.2 壓電式摩擦型調諧質量阻尼系統之結構介紹 7
2.2 振動台實驗之系統運動方程式推導 8
2.2.1 雙自由度狀態空間法 8
2.2.2 非線性摩擦力計算方式 10
2.3 PFCMD防鎖摩擦控制律 11
2.4 複合實驗之系統運動方程式推導 12
2.4.1 實驗控制端之系統運動方程式推導 12
2.4.2 子結構PFCMD之力學分析 13
第3章 半主動壓電式摩擦型調諧質量阻尼器之振動台實驗 21
3.1 振動台實驗與設備介紹 21
3.1.1 振動台實驗架構 21
3.1.2 振動台實驗設備 21
3.2 振動台實驗之方法與流程 22
3.2.1 PFCMD控制方法 22
3.2.2 結構系統識別實驗 22
3.2.3 RPS架設PFCMD系統之振動台實驗 25
3.3 振動台實驗之電壓校正及振動台效能驗證 25
3.3.1 壓電致動器之電壓校正 25
3.3.2 振動台控制方法 25
3.3.3 振動台效能驗證 26
3.4 振動台實驗與數值模擬之結果驗證 30
3.4.1 被動控制結果比較 30
3.4.2 半主動控制結果比較 32
3.5 小結 36
第4章 半主動壓電式摩擦型調諧質量阻尼器之複合實驗 103
4.1 複合實驗架構 103
4.2 複合實驗之方法與流程 104
4.2.1 複合實驗試體、設備及參數說明 104
4.2.2 複合實驗方法與實驗流程 104
4.3 複合實驗之電壓校正及振動台效能驗證 105
4.3.1 壓電致動器之電壓校正 105
4.3.2 振動台控制方法 105
4.3.3 振動台效能驗證 106
4.4 複合實驗數據與振動台實驗數據之結果比較 108
4.5 小結 111
第5章 結論與建議 154
5.1 結論 154
5.2 建議 155
參考文獻 157
附錄A MTS793振動台操作手冊 160
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[22]賈博宇,「MTS793振動台操作手冊」,國立成功大學土木工程研究所,振動台使用手冊,(2016)
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