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多通道模拟协调加载系统

简要描述:

多通道模拟协调加载系统
电动协同加载试验系统,主要用于桥梁结构模型的恒载模拟试验与多向加载试验,用于研究多通道复杂荷载控制与变形适应,以及不同空间加载位置和加载方向的适应性;系统具有可扩展架构,用于超多通道协同加载。

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多通道模拟协调加载系统

多通道模拟协调加载系统

1.主要功能:

1.1电动协同加载试验系统,主要用于桥梁结构模型的恒载模拟试验与多向加载试验,用于研究多通道复杂荷载控制与变形适应,以及不同空间加载位置和加载方向的适应性;系统具有可扩展架构,用于超多通道协同加载。

1.2主要硬件模块包括:电动加载作动器、实时控制器、驱动器、数据采集装置、传感器、系统机柜、电缆等;作动器的电机、电缸及驱动器应为同一原厂成套产品;主要软件模块包括:多通道试验控制软件,协同仿真软件等;具有完善的安全保护措施。

2.电动加载作动器要求:

2.1数量:2套

2.2主要性能指标:

最大出力:不小于±50kN

10000km寿命等效动态力:不小于±10kN

侧向力承载力(活塞杆位于250mm中位时):不小于±500N

最大速度(50kN出力时):不小于±100mm/s

最大加速度:不小于±8m/s2

工作行程:不小于500mm

工作频率:满足或优于0.1~10Hz

重复性误差:不超过±0.05mm

工作温度:满足或优于-10~70

2.3作动器应有完整的附件配置,包括:双端球铰、前端力传感器、内置位移传感器等;

2.4作动器应具有较高的推力密度,外形紧凑,可灵活搭建多种加载工装;

2.5作动器应具有较强的耐久性,易于维护和润滑保养,防护等级不低于IP54

2.6作动器应具有较低的摩擦内阻,运行噪声低;

2.7作动器满足:2011/65/EC ROHS标准, 94/9/EC(ATEX)标准。

3.实时控制器要求:

3.1 数量:1套;

3.2 控制通道:不少于4个实时控制通道(未来可进一步扩展至10通道以上);

3.3 控制闭环更新速率:不低于1kHz;

3.4系统基于虚拟仪器技术架构,采用总线模块化硬件,采用插卡式控制器和I/O模块完成反馈信号采集、算法运行、控制输出与安全联锁,采用基于实时操作系统的闭环控制程序,实现协同加载装置的精确反馈控制;

3.5 控制器与驱动器采用EtherCAT总线进行高速实时通讯;

3.6采用运行实时操作系统的嵌入式控制器,配置不低于In 双核及以上处理器,8GB以上内存,500GB以上硬盘,2x千兆以太网络连接,2xUSB3.0端口,1xRS232端口。

4.驱动器要求:

4.1数量:2套

4.2额定功率:不少于20kW/通道;

4.3功能:可通过EtherCAT总线进行速度/转矩控制;可实现实时信号处理以降低噪声、增加分辨率;可进行运动参数优化;

4.4性能:驱动更新周期可达62.5us,可设定跟踪误差监测,具有24位编码器分辨率;

4.5接口:具有正交/BiSS-C/EnDAT编码器输入接口,模拟输出和输出接口;具有可视化的参数调试界面,可通过USB/RS232/485通讯接口等进行参数配置;

4.6安全:具有广泛的安全防护技术,满足STO(安全转矩断开)符合EN ISO 13849:2008, category 3:PL=d/e标准,绝缘防护等级符合EN 60664-1;具有不小于1000uF的内置再生制动电容;可设定电机温度、堵转和失速防护;可进行安全速度和加加速度限值设定。

5.数据采集装置要求:

5.1除了控制反馈所需通道外,可自定义的模拟电压信号采集通道数不少于8,采用直接内存读取DMA技术,板载内存可存储4095样本,采用16位ADC,采样率不低于250 kS/s,量程可选择(+/-200mV~+/-10V);支持模拟和数字同步触发;

6.软件功能要求:

6.1控制软件:可进行预设时域和频域加载波形的精确复现和试验流程的任意编辑;可进行系统参数辨识和迭代控制,可通过在软件中预设的空间坐标,自动实现空间解耦控制;具有控位移控制/载荷/加速度控制模式,每个通道可独立无冲击切换;可对每个通道设定独立的安全限值;可对于试验曲线进行显示、记录、编辑和分析;

6.2协同仿真软件:可加载运行数值子结构仿真模型,以结合作动器系统开展拟静力试验、拟动力试验、实时混合试验,可兼容Simulink算法及仿真模型与Opensees等结构有限元模型;

6.3 供应商应在响应文件中提供能够阐明协同仿真混合试验的技术方案或详细解释;

6.4要求供应商在项目实施期间组织技术人员对用户方进行协同仿真软件涉及的拟静力试验、拟动力试验、实时混合试验进行详细培训。

7.其它配套装置:

7.1上位计算机(1套),配置不低于:In四核及以上处理器,1TB以上硬盘,8GB以上内存,千兆以太网络接口,24英寸显示屏,Windows 10操作系统;

7.2屏蔽机柜(1套),内置风扇组件与电源插口,以实现整套系统的机架式安装;系统机柜包含:急停按钮、不间断电源、网关、信号接插面板;

7.3 UPS电源(1套),供电能力不低于2000VA,以保护整套系统的运行数据安全;

7.4千兆以太网关(1套):用于各节点的实时通讯;

7.5要求供应商根据实验室现场条件提供满足在试验大厅任意场地使用所需的信号电缆投标方可向使用部门技术负责人咨询现场情况或进行现场踏勘。

 

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