周惠蒙 李梦宁 王涛

摘要：现代结构试验通常抽取结构的一部分进行子结构拟静力或拟动力试验，同时对子结构边界进行近似处理，简化加载方案，以期在现有试验条件下满足大比例尺试验的需求。然而，这种方法应用于复杂构件时会带来较大的误差，特别是各向刚度差异很大的构件，由于各自由度之间的耦合效应，以及传统试验装置控制模式和精度的限制，难以实现轴向、剪切、弯曲以及扭转自由度之间的同步协调加载，加载误差严重影响了结构抗震性能评估试验的准确性。针对子结构试验中耦合多自由度同步协调加载问题，利用力一位移混合双闭环控制策略实现多自由度之间的解耦，采用鲁棒性PID控制方法，以减少多自由度同步协调加载过程中试件的材料非线性和加载装置的几何非线性带来的误差，提高子结构试验的精度。通过以某构件的子结构拟动力试验为例验证了所提出的力一位移混合控制方法的可行性和正确性。

关键词：多自由度力-位移混合控制;PID鲁棒控制器;子结构拟动力试验;抗震性能;力-位移转换系数

中图分类号：TU352.1⁺1;TB535 文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2020）01-0168-11

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.OL 019

引言

由于实验室空问和加载能力的限制，通常采用子结构试验方法研究工程结构的抗震性能，即只对行为复杂、难以把握的部分进行试验。这时能否实现子结构真实的边界条件是准确把握其抗震性能的前提，特别是当前流行的子结构混合试验技术，子结构之问的边界协调更是其中的核心科学问题。……