基于自感知时滞补偿的远程协同实时混合模拟试验研究

基本信息
批准号:51908419
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:李歆
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
远程协同实时混合模拟试验实时混合试验自感知时滞补偿
结项摘要

While the demand to test more complex systems and rate-dependent specimens grows, not every laboratory has the right combination of computational and equipment resources available to perform large-scale experiments. Real-time hybrid simulation (RTHS) is performed when it is important to fully capture rate-dependent behaviors in the physical substructure. Distributed real-time hybrid simulation (dRTHS) facilitates testing that is to be conducted at multiple geographically-distributed laboratories while utilizing the Internet to couple the substructures. The major challenges in dRTHS are to accommodate the unpredictable communication time delays between the various distributed sites, occurring as a result of Internet congestion. Herein, a dRTHS framework is proposed where self-sensing compensator is adopted to accommodate such communication delays and to renovate the numerical substructure. The influence of time delay on dRTHS is going to be studied, establishing the performance standard of the dRTHS. Self-sensing compensator in which can be adjusted to realize the accurate compensation will be proposed to accommodate network communication delays, and thus enable dRTHS. To examine and demonstrate the sensitivity and robustness of the proposed framework to communication delays and to modeling errors, parametric analytical case studies will be presented. Additionally, the effectiveness of this dRTHS framework will be verified through multi-site experiments. The successful execution of the project will provide a new option for researchers to evaluate the global response of structural systems in a distributed real-time environment.

随着大型复杂结构试验需求及速度相关型试件的性能研究需求的增加,单一实验室的加载能力及传统的试验方法难以满足试验需求。远程协同实时混合模拟试验技术是解决该问题的有效途径。该技术的主要难题在于补偿由于网络传输引起的未知时滞。本项目拟提出自感知时滞补偿器对网络时滞进行实时随动补偿,建立可行的远程协同实时混合模拟试验平台。具体内容包括:研究网络时滞对远程协同实时混合模拟试验的影响,建立试验的性能评价方法和标准;以时滞补偿效果和试验稳定性作为优化控制目标,建立自感知时滞补偿器的模型以实现补偿器自我修正实时补偿,并进行鲁棒性分析;提出基于自感知时滞补偿器的远程协同实时混合模拟试验框架,试验验证自远程协同实时混合模拟试验框架的稳定性及准确性。本项目旨在研究新型结构试验方法,通过网络通讯将分散的试验资源进行整合,为寻求协作的大型复杂结构实时动力试验创造可行性。

项目摘要

随着大型复杂结构试验需求及速度相关型试件的性能研究需求的增加,单一实验室的加载能力及传统的试验方法难以满足试验需求。远程协同实时混合模拟试验技术是解决该问题的有效途径。该技术的主要难题在于补偿由于网络传输引起的未知时滞。本项目提出了时滞补偿器对网络时滞进行实时随动补偿,建立可行的远程协同实时混合模拟试验平台。研究了网络时滞对远程协同实时混合模拟试验的影响,建立试验的性能评价方法和标准。开发了时滞计算模型参数识别程序,以设计自感知时滞补偿器的模型以实现补偿器自我修正实时补偿。结果表明,该程序相应参数满足要求,具有较好的实际应用价值。可更换连梁和自复位-防屈曲支撑作为新型的关键耗能构件,为可恢复功能结构的实现提供了可能。提出了一种新型装配式自复位防屈曲支撑并试验验证了支撑的耗能能力和可更换功能。对有可更换连梁的高层建筑进行单站点和远程协同混合模拟试验。试验结果比较了不同的可更换连梁设置方案对高层结构的地震抗倒塌能力,评估了可更换连梁的使用对可恢复功能结构实现的帮助。通过试验数据分析还可以获得可更换连梁的易损性参数,为其在实际工程中的抗震韧性评估提供数据支持。试验也验证了远程协同实时混合模拟试验框架的可行性,为寻求协作的大型复杂结构实时动力试验创造可行性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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