| 時間 |
2023-01-30 |
| 標題 |
六自由度振動台之識別—以MAST為例 |
| 作者 |
[賴晉達]
[黃百誼]
[葉士瑋]
[徐安]
[蕭輔沛]
[林凡茹]
[柴駿甫]
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| 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控制軟體計算伺服閥命令，再透過致動器推動剛性平台以重現地震位移歷時，基於目的不同，致動器與空間配置多有變化。本研究標的為位於國家地震中心台南實驗室之關鍵零組件測試系統，利用數學方法探討史都華式平台之力學特性。
振動台系統由數支致動器推動並以萬象接頭連接強力地板與剛性平台，使剛性平台擁有六自由度作動之能力。對於非正交型配置之振動台而言，無法直接量測檯面作動，因此需要利用空間幾何資訊來進行運算，然而其反轉換卻無法獲得解析解，因此需要透過牛頓法迭代來求解，本研究將推導如何利用空間資訊來獲取旋轉矩陣，並推導從檯面資訊轉換至致動器資訊之順向函數關係；以及求得順向函數關係之雅各賓矩陣以利牛頓法迭代之進行，即逆向函數關係之求解流程。
另外為了確保資訊的冗餘度以及可交互驗證，必須明確了解MTS所提供控制器如何進行運算。其中包含訊號方塊圖中將原始訊號進行處理得到控制軟體所使用之位移、速度與加速度命令。因此本研究探討469D如何將巴特沃斯濾波器離散化，並比較469D所使用之離散律與傳統零階保持之不同處為何，最後利用訊號處理方法分析469D所生成之白雜訊歷時特性，以利後續識別進行。
最後分別利用白雜訊與三角波歷激發系統，量取檯面加速度與位移反應，比較SolidWork模型與實際識別所得靜態與動態質量之不同，以及利用Bouc-Wen模型識別致動器阻尼力，識別所得之參數可用於未來MAST系統動態模擬與開發控制律之參考。 |
| 關鍵字 |
振動台、巴特沃斯濾波器、雅各賓矩陣、牛頓法、Bouc-Wen模型 (shaking table, Butterworth filter, Jacobian Matrix, Newton-Raphson method, Bouc-Wen model) |
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中心技術報告