تحليل پايداري شبيه سازي هيبريد زمان- واقعي سازه چند طبقه بر اساس تأخير زماني عملگر هيدروليكي

Stability Anaysis of Real-time Hybrid Simulation for a Multi-story Structure Considering Time-delay of Hydrolic Actuator

شبيه سازي هيبريد زمان - واقعي (RTHS) نوعي شبيه سازي است كه در آن يك قسمت واقعي از يك سازه در كنار شبيه سازي زمان - واقعي بقيه اجزاي آن سازه تست مي شود. در اين مقاله يك ساختمان با سازه چند طبقه به بخش هاي عددي و واقعي تقسيم شده و رفتار ارتعاشي طبقات واقعي در ميان شبيه سازي عددي بقيه طبقات بررسي مي شود. براي اعمال اثر نيرو و اينرسي ناشي از بقيه طبقات به طبقه واقعي مورد نظر، از يك عملگر الكترو هيدروليكي استفاده مي شود. ديناميك عملگر هيدروليكي را مي توان با يك تأخير زماني تقريب زد و اين تأخير زماني در حلقه بسته شبيه سازي مي تواند باعث كاهش دقت و يا ناپايداري سيستم گردد. بنابراين از معادلات ديفرانسيل تأخيري (DDE) براي تعيين تأخير زماني بحراني وابسته به پارامترهاي سيستم استفاده مي شود. نتايج حاصل از شبيه سازي بيانگر تأثير پارامترهاي بدون بعد و پارتيشن بندي سازه در پايداري شبيه سازي هيبريد است.

Real-time hybrid simulation (RTHS) is a kind of simulation where an experimental component of a structure is tested within a numerical model describing the remainder of the system. In this paper, a multi-story structure is partitioned into numerical and experimental substructures, and vibration behavior of the experimental stories are evaluated within the real-time simulation of the rest of the system. An electro-hydraulic actuator is employed to apply static and inertial forces to the experimental structure due to the forces calculated by the numerical substructure. An actuator dynamic is approximated by a pure time-delay, and the time-delay in the closed loop of simulation may causes inaccuracy results or even instability. Thus, the approach of delay differential equation (DDE) modelling is used to determine the dependence of the critical delay on the parameters of the system. The results demonstrate the influence of non-dimensional parameters and partitioning effects in stability of the hybrid simulation.