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GDS的自适应控制技术

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GDS自适应控制技术

自适应控制作为一项技术可以改善设备的动态荷载控制性能,从而提高测试精度。


GDS自适应控制技术算法能够通过监控试样刚度自动调节控制增益值,而不需要使用者在测试前输入试样刚度。这一方面保留了测试过程中保持试样刚度变化的传统优势,另一方便也能保证做出正确处理。案例之一是液化试验中的监控,在此试验中试样的刚度会随着土壤液化相应的减少。当试验使用的是带有GDS自适应控制功能的设备时,在循环试验过程的任一阶段,自适应控制技术会根据土壤刚度的变化自动优化控制增益值,以保证作用在试样上的振幅保持稳定。 

这标志着传统PID闭环系统的一个显着进步,尤其是测试不同刚度的多个样本时,PID闭环系统在动态循环测试之前需要用户重新调整系统,在加载过程中当试样刚度变化时还有功能失常的风险。

动态测试设备(无论开环还是闭环反馈)内置的加载系统通过设备的自适应控制组件进行控制。组件与加载系统通信是通过设备厂商进行编程实现的。GDS已经升级了他们的动态控制组件,使自适应控制成为动态三轴试验系统(DYNTTS)和动态空心扭剪测试系统(DYNHCA)标准配置的一部分。



主要特征 给使用者带来的好处
每次试验前特定试样的调配需求减少了:
自适应控制系统会根据试样的反应自动调节增益值。这能提高土壤的循环测试速度,并能减少使用者为不同样本调配时出现的失误。
加载系统有可变增益,可以随着在测样本的刚度自动优化: 试样刚度在动态循环加载过程中可变使设备性能得到重大改善。可以是作用在试样上的荷载振幅保持稳定,甚至在大应变状态时。
若需要特定样本调节也能采用自适应控制中: 自适应控制技术能使刚度与设备所设刚度完全不同的样本完成循环试验。
DYNTTS和HCA系统可以自由切换PID或自适应控制模式: 若需要,使用者可以灵活选择使用自适应控制还是传统的PDI控制。


自适应技术与PID效果对比表

以下图表显示的是对2份相同砂样2个进行+/- 25kPa偏应力控制测试的结果。一份结果只用PID控制,另一份采用GDS的自适应控制技术。

PID控制效果图

自适应控制效果图



请注意蓝线显示的荷载进程第20个循环之后偏应力(例如施加的轴向荷载)的减少。这里PID增益是不变的,随着试样软化荷载作动器却移动得不够,无法把目标偏应力振幅调节到25 kPa ,当试样损坏阶段不能够维持荷载振幅稳定。橘色线反应的是作用到试样上的轴应变,双振幅值没有超过约6%。

这里正如蓝色线所示,当荷载进程到第20个循环之后加载系统能正确的维持目标偏应力。这里自适应控制系统能保证PDI增益不断变化,随着试样软化系统仍能实现加载振幅。注意,测试中随着试样损坏双振幅轴应变超过20%,荷载指标得到保持,这如实反映了试验过程。


带有自适应控制技术的设备

  • ”先进动三轴测试系统(DYNTTS) ”- 标配.
  • ”动态空心圆柱测试系统 (DYNHCA)” - 标配.


更多自适应控制技术信息及GDS管控的测试请下载下面的PDF文件。



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