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中心技術報告
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NCREE-2022-006

時間 2022-07-01
標題 國震中心雙軸向動態測試系統之動態特性識別及外部控制標準作業流程研議
作者 [林晉丞] [林錦洋] [賴信良] [羅俊捷] [盧煉元] [蕭輔沛] [葉士瑋] [林旺春]
摘要 雙軸向動態測試系統(Bi-axial testing system,BATS)為國家地震工程研究中心台南實驗室的主要設施之一。BATS 為一高性能的試驗系統,可滿足高速和長衝程測試的需求。為因應台南實驗室利用此一主力設備發展先進地震工程實驗技術之目標,本文主要目的有二:一為建立 BATS 於外部控制時之標準作業程序(SOP);二為對BATS 進行一系列動態測試及識別,以記錄其動態性能與轉換函數。目的一乃由於外部控制能力為發展 BATS 先進實驗技術之基礎,本文建立了一套外部控制的標準作業流程(SOP),以確保 BATS 由外部輸入控制訊號時之安全性與穩定性。而對於目的二,本文乃透過動力測試方法,以識別 BATS 於水平位移控制與垂直力控制下之控制雜訊、系統轉換函數(transfer functions)及控制時間延遲(time delay)等特性。 測試方式分為採用 BATS 內建控制器與外部控制器下之測試,其中外部控制則又分為採用類比控制系統(使用 dSPACE 之 MicroLabBox)與採用數位控制系統(使用x-PC real-time target machine 與 SCRAMNet 卡)二種方法進行比較。測試結果顯示,在未使用補償器(compensator)之條件下,BATS 採用外部控制器與內建控制器時之動態性能及轉換函數趨勢大致相同,且使用外部控制器時,時間延遲效應並未明顯增加。而採用數位或類比外部控制器時之系統轉換函數差異亦不大,惟採用數位控制器時的雜訊略小於類比控制器者。
關鍵字 雙軸向動態測試系統、動態性能測試、轉換函數、系統識別、外部控制、力控制、位移控制、類比控制、數位控制 (Bi-axial dynamic testing system, dynamic property, transfer function, system identification, force control, displacement control, analog controller)
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