下载文档原格式
GCTS 共振柱设备J.M. PadillaGCTS, 6103 South Maple Avenue, Tempe, AZ 85283, USA介绍动态土的性质是分析与设计受如地震震动、机器振动以及交通荷载等动荷载影响的建筑物的重要参数，上述每一因素使土与建筑物系统承受不同的振幅与频率并且需要在大的加载振幅和频率范围内土的动力学性质。
土的力学性质由有效应力、孔隙比、含水率以及一些其它因素如应变水平以及应力或者应变路径决定。
所有这些因素无论在静荷载还是动荷载情况下都是相当重要的，但与静力学行为不同，这些都不是考虑动荷载行为的特征因素。
加载的速率和重复性是区分动力学与静力学问题的特征。
对于地震荷载，考虑土与结构物设计范围加载的速度与加载的周期从0.1到3.0秒以及10到100次循环。
铁路和公路下地基土通常大约以0.1到1.0秒的速度加载，但有很多次循环。
打桩和机械基础可以从0.1到0.01秒的很快速度加载。
爆破可使用冲击或者以高达0.001秒的速度瞬时加载。
图1 不同室内试验与现场试验的典型应变水平许多技术已经应用于试验室去研究土的动力学性质，如动三轴试验，单剪试验和超声波速率试验。
每一种试验都被设计成尽可能与土实际边界条件相配，如应力路径，荷载振幅，以及荷载周期。
当测量土在自然状态时性质，在小应变范围内现场试验测量土的动态模量相对有限。
而且，现场试验不能有效获得任意应变振幅时材料阻尼。
共振柱方法共振柱试验普遍用于测量动态土从低应变到中等应变的性质。
共振柱试验是通过振动处于某种自然态实心或者空心土圆柱实现。
波的传播速度是由共振频率决定。
早在20世纪30年代，共振柱试验已用于研究土与岩石的动力学行为。
全世界，已设计出许多不同类型的共振柱设备。
到目前为止，共振柱试验系统需要很高专业水平使用者去操作复杂的电子设备去完成这项试验。
现代化的共振柱设备已经发展成简单仪器，通过先进的传感器以及计算机化的电子设备自动化地完成这项试验。
GCTS超声波速测试系统特点●自动压缩和剪切波速测量●可测试土体、岩石、沥青和混凝土试件●数字化控制脉冲发射和接收●先进的软件，包括采集，分析，储存，绘图和报告功能●0-10 VDC输出，对应于P波和S波速度，可以与外部数据采集系统连接●可以将传感器埋入底座中，用于测试三轴中土体和岩石的波速描述实验室进行的超声波速测量是用来研究在模拟在现场剪切条件下的地质材料的弹性状态。
超声测试是一种无损的检测方法，可以得到压缩波（P波）和剪切波（S波）的波速信息，这些波速用来计算动弹性常数，如泊松比、杨氏模量（E）、体积模量（K）和剪切模量（G）。
GCTS超声波速测试系统是一个“交钥匙”系统，包括进行实验室试件的超声波速测量的所有部件。
系统也可以获得单个测量结果或者预设次数的多个测量结果，和其他测试参数。
GCTS超声波速测量系统进行数字化测量压缩和剪切波速和存储波形。
这个系统使用了一个计算机板用于高速数据采集，一个尖端的计算机软件进行数据分析。
计算机软件集成在GCTS软件环境中。
脉冲幅度、采样率、输入增益、脉冲极性和波形增强可以有计算机软件来控制，同时波形显示在计算机的屏幕上。
“脸对脸”的压盘修正可以输入到软件中，这样可以同时计算剪切波速和压缩波速。
数据存储在硬盘中以备使用软件进行进一步的分析。
操作者可以通过软件察看原始数据和波形的频谱。
在原始数据上使用波形滤波、波形筛选度数、带通频率选择（低/高）、抑制频带（dB）和转换带宽（kHz）来得到“过滤后”的波形，这对于处理“原始”波形是非常方便的。
GCTS超声波速软件可以用于各种模拟现场剪切条件或者“bench”测试（即，在试件上没有施加额外的应力）的实验室测试系统。
模拟现场剪切条件的系统包括三轴室和真三轴室，也可以用于现场测试。
系统也包括一个综合数据采集系统来记录其他的测试参数，如载荷和变形。
ULT-100系统使用快速脉冲发生器给超生传感器提供激励，和一个超高速模数转换器来存储结果波形信号。
基于棒材生产线倍尺飞剪电控系统的研究与应用发布时间：2022-01-05T08:06:11.982Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：景伟吴琦[导读] 棒材厂一轧生产线由 17 台轧机和 3 套飞剪组成。
1#飞剪是启停式曲柄剪，用于粗轧坯的切头和事故碎断；2#是启停式回转剪，用于中轧切头和切尾；山钢股份莱芜分公司棒材厂山东济南 271104一、现状分析：棒材厂一轧生产线由 17 台轧机和 3 套飞剪组成。
1#飞剪是启停式曲柄剪，用于粗轧坯的切头和事故碎断；2#是启停式回转剪，用于中轧切头和切尾； 3#飞剪是启停式倍尺飞剪，用于产品的倍尺分段，出现异常时会引起堆钢、造成设备停机，加大精整工人的劳动强度，直接影响生产作业率和产品成材率等经济指标，是车间生产线的咽喉。
3#飞剪的调速系为 6RA70 直流调速系统，经过 10 多年的满负荷运行，主板及线路老化，绝缘降低，经常出现故障跳闸等故障。
二、问题分析与诊断3#飞剪为中冶京诚产品（约为 2004 年），其控制系统包含：热金属检测器、 6RA70 直流调速回路、电机编码器、轴定位模块、接近开关、 GE90-30 PLC、高速计数器等众多数字化电器元件，控制信息的采集、传输、转换、处理中有一处出现错误或故障都会导致整个控制系统的异常。
当轧件经过成品轧机后， 1#HMD 检测到信号输入到 PLC 中，当轧件通过 3#飞剪到达剪后 2#HMD 时，触发高速计数器。
当计数值达到倍尺长度预设值时， PLC 向 6RA70 调速装置发出剪切命令，剪切完成后，与剪刃同轴的接近开关发出信号， 6RA70 调速装置开始制动，剪刃停止在停止位置。
利用自由功能块调整飞剪的启停，使剪刃停在一定范围内，等待下一次动作。
以此类推，直到检测轧件离开1#HMD 后，高速计数器复位，等待 2#HMD 的下次上升沿。
3#飞剪工艺要求的快速响应，瞬时启停特性要求系统响应快速精确，信号传输无误，而 3#飞剪再生产过程中发生的误动作正是由于控制系统不稳定造成的。
目录绪论 (1)一、课程设计的目的及题目 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的题目 (3)二、课程设计的任务及要求 (4)2.1 课程设计的任务 (4)2.2 课程设计的要求 (4)三、校正函数的设计 (5)3.1 理论知识 (5)3.2 校正系统设计 (6)四、传递函数特征根的计算 (9)4.1 校正前系统传递函数的特征根 (9)4.2 校正后系统传递函数的特征根 (11)五、系统动态性能的分析 (12)5.1 校正前系统动态性能分析 (12)5.2 校正后系统动态性能分析 (15)5.3 结果分析 (19)六、系统的根轨迹分析 (19)6.1 校正前系统的根轨迹分析 (19)6.2 校正后系统根轨迹分析 (22)七、系统的幅相特性 (24)7.1 校正前系统的幅相特性 (24)7.2 校正后系统的幅相特性 (24)八、系统的对数幅频特性及对数相频特性 (26)8.1 校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性 (26)8.2 校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性 (27)总结 (28)参考文献 (28)绪论在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。
控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。
校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。
常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。
常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正、滞后-超前校正三种类型。
在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。
各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示，此外也常采用频率响应的波德图来表示。
GCTS超声波速测试系统特点自动紧缩和剪切波速测量可测试土体、岩石、沥青和混凝土试件数字化操纵脉冲发射和接收先进的软件，包括搜集，分析，贮存，画图和报告功能0-10 VDC输出，对应于P波和S波速度，能够与外部数据搜集系统连接能够将传感器埋入底座中，用于测试三轴中土体和岩石的波速描述实验室进行的超声波速测量是用来研究在模拟在现场剪切条件下的地质材料的弹性状态。
超声测试是一种无损的检测方式，能够取得紧缩波（P波）和剪切波（S波）的波速信息，这些波速用来计算动弹性常数，如泊松比、杨氏模量（E）、体积模量（K）和剪切模量（G）。
GCTS超声波速测试系统是一个“交钥匙”系统，包括进行实验室试件的超声波速测量的所有部件。
系统也能够取得单个测量结果或预设次数的多个测量结果，和其他测试参数。
GCTS超声波速测量系统进行数字化测量紧缩和剪切波速和存储波形。
那个系统利用了一个运算机板用于高速数据搜集，一个尖端的运算机软件进行数据分析。
运算机软件集成在GCTS软件环境中。
脉冲幅度、采样率、输入增益、脉冲极性和波形增强能够有运算机软件来操纵，同时波形显示在运算机的屏幕上。
“脸对脸”的压盘修正能够输入到软件中，如此能够同时计算剪切波速和紧缩波速。
数据存储在硬盘中以备利用软件进行进一步的分析。
操作者能够通过软件观察原始数据和波形的频谱。
在原始数据上利用波形滤波、波形挑选度数、带通频率选择（低/高）、抑制频带（dB）和转换带宽（kHz）来取得“过滤后”的波形，这关于处置“原始”波形是超级方便的。
GCTS 超声波速软件能够用于各类模拟现场剪切条件或“bench”测试（即，在试件上没有施加额外的应力）的实验室测试系统。
模拟现场剪切条件的系统包括三轴室和真三轴室，也能够用于现场测试。
系统也包括一个综合数据搜集系统来记录其他的测试参数，如载荷和变形。
ULT-100系统利用快速脉冲发生器给超生传感器提供鼓励，和一个超高速模数转换器来存储结果波形信号。
GCTS电液伺服控制直剪仪
特点
●双冲程闭环伺服控制（推/拉），20kN剪切荷载传动装置，±25 mm行程；
20kN垂直压力，50mm行程
●垂直加压框架安装在滑动轴承上，可以最大减小水平摩擦
●软件自动控制直剪试验，保持恒定垂直应力或者垂直刚度
●实时图形显示测试过程；设备安装在带有脚轮的箱柜中
●也可以提供其他加载范围和试样尺寸，包括大比例直剪仪，剪切荷载可以达
到1,000kN(100吨)，试样尺寸达到300mm
描述
这套系统通过电液闭环数字伺服系统自动控制剪切和垂直荷载。
剪切和垂直
传导装置的荷载或变形可以自动进行，可以进行传统的剪切试验，也可以进行更高级的试验。
该系统可容易的通过编程进行试验，例如恒定垂直刚度试验，其中垂直压力是刚度的函数，来模拟一个地表剪切平面的实际压缩性（例如土体-桩的相互作用）.
GCTS直剪系统特别适合粗颗粒材料，因为其大型试样尺寸和高加载能力。
相对于传统传动系统，这套系统的主要优点是可以消除振动（该振动会扰动或密实粗粒试样）。
SDS-100系统安装在一个带脚轮的箱柜上，这个箱柜不仅可以放置仪器，还可以保护内部的液压装置。
GCTS电液伺服控制动单剪/动三轴测试系统
（SSH-100）
特点&规格
●可以进行动态和静态单剪试验,循环荷载可以达到20Hz
●可以同时进行动三轴试验(只需增加反压装置)
●可以升级进行共振柱测试
●可以升级进行非饱和土测试和弯曲元试验
●数字伺服控制剪切和垂直压力或位移
●伺服控制围压
●丙烯酸压力室,横向围压为1,000kPa(也可以提供2,000kPa),
●25kN的垂直和剪切压力(可以提供更大的荷载)
●顶盖的横向支撑可以最大减小旋转误差,导向轨座安装在预载的直线轴承上●备选的内置荷重传感器和变形传感器,可以进行过载保护
●软件自动控制直剪试验,实时图形显示测试过程
●自动倾斜机构,可以快速、方便地安装试样
描述
SSH-100动单剪测试系统可以对剪切荷载加载器，法向荷载加载器和反压进行伺服控制。
任何一个系统的传感器都可以提供反馈信号。
GCTS 动单剪的设计是基于外部压力室三轴系统的。
该装置有一套安装在特殊线性轴承上的固定顶部和滑动底座。
该系统同样有一个刚性内部支撑用于将顶帽的横向顺性降至最低。
GCTS动单剪系统的最大优点是该设备不需要加强橡皮膜作为侧向支撑，因为侧向支撑是通过围压提供的。
这就意味着固结可以以K 值进行而不是Ko值。
该系统可以测量100 mm，71 mm和50 mm直径的试样。
因为内部侧向支撑可以向上或向下调节，所以可以测试不同高度的试样。
这就意味着系统可以用于测试单剪或者三轴试验试样，测试试样的高度可以达到的直径的2.5 倍。
GCTS 动单剪系统可以在内部操作压力室来对试样施加围压。
围压可以用体变装置进行伺服控制或者利用其他的传感器，例如反馈信号。
围压的伺服控制使
得用户可以以任何K值包括Ko进行试验，这就发挥了可以直接测量K值的优势。
如果需要也可以使用加强橡皮膜。
动单剪测试装置被设计为可以在较高的频率下进行指定的荷载或者位移。
加载系统必须是相对刚性的并且具有足够的排水能力来达到在受给定的动态荷载下的位移振幅。
法向和剪切加载器是液压伺服控制的并且提供刚性响应，可以指定荷载或者位移。
在动剪切荷载过程中指定一个零垂直变形时，也可以进行干沙的液化试验。
建议使用电液加载系统，因为法向和剪切加载器可以施加或保持指定的荷载，而只有很小的柔量。
因为液压油的不可压缩性，相对于气动加载器，液压系统是相对“刚性”的系统。
除此之外，GCTS还提供一个16位的模数高速转换器来提供高精度。
对于控制精度我们还要考虑到液压泵的排水能力。
动单剪设备具有10 马力/ 20 升每分钟(5 GPM) 恒压/可变体积液压泵，2,000 cc容积。
标准液压系统远远可以胜任在1赫兹下要求的±5%应变的动态速度。
这个要求甚至远胜于对于一个100mm的试样达到5mm峰-峰值变形的要求。
