| 摘要 |
地震工程研究中，常使用地震模擬振動台之實驗方法，以觀察安裝於振動台上待測試體之受震反應。地震模擬振動台藉由致動器推動剛性測試平台以重現地震位移歷時，然而因為振動台之衝程限制，常無法重現部分高樓層樓版反應或長週期地震歷時。本研究在不改變既有振動台容量之前提下，以一組被動轉移裝置，配合線性及非線性控制器之分析與設計，得以在轉移裝置上獲得較原振動台更大之總衝程，重現高樓層之樓版反應歷時。
線性控制器包括傳統的比例-積分-微分控制器、開迴路前饋控制器以及閉迴路線性二次高斯控制器，此外由於使用摩擦單擺系統做為被動轉移裝置，其阻尼比隨系統狀態之不同而變化，造成線性控制器之性能表現不佳，因此考慮阻尼比對控制器穩定性及系統表現之影響。本研究利用力平衡及庫倫摩擦理論建立運動方程式，得到非線性模型，再以該模型進行非線性控制器的設計，包含適應性前饋控制、增益補償法及ξ-scheduling方法。
本研究以一幢位於高雄市34層樓的鋼構造建築為例，使用所建之實驗技術重現該建築頂樓樓板之受震反應歷時，並使用正弦週期掃頻評估安裝控制器之效果，實驗結果可應用於不同尺度之地震模擬振動台，做為重現高樓層樓版反應或長週期地震歷時方法之重要參考。 |
中心技術報告