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使用NI LabVIEW操控大型地震仿真器
来源:本站整理  作者:佚名  2009-09-19 09:59:40



为了降低对操作人员的培训强度,我们必须开发出简单易用的图形化用户界面(GUI)。在超过50种真实或仿真的地震场景库中,只需选择指定子菜单,通过简单拖曳即可在数分钟内创建出一系列地震场景。这些地震设定可以成批链接,并顺序执行数秒甚至数分钟。

每次地震都有一定的信号特征,其能量分布由强度(里氏震级)、地震波频率、及振幅确定。振动中波形的传播取决于不同的土壤类型,并与各种结构类型的建筑产生相互作用。民用工程师必须对这些相互作用建模,生成建筑的反应频谱(RRS),以此来预测建筑在地震中的状态。

Anco Engineers公司使用LabVIEW内置的频谱及频率分析工具,基于特定的RRS曲线计算瞬时的任意波形。该自动重复过程能根据RRS输入,在数秒内产生符合要求的能量及频率分布数据,并与IEEE 344多轴固定/独立测试相一致。

克服频率相关振幅

对于推动大质量的动态大型冲击驱动器,如何在规定频率范围内保持恒定振幅是一个普遍存在的限制因素。因此,需要对驱动信号在高频下的振幅衰减作一定补偿。我们对此种情况作了预防,使驱动软件能在必要时通过系统专用传输函数动态生成修正量。此外,我们采用LabVIEW的信号处理及滤波函数极大简化了编程,节省了编程开发成本,从而可将精力集中于公众振动台的开发。

使用LabVIEW及NI硬件节省成本

由于使用了LabVIEW,我们在软件开发上的成本比预期节省了近50%。LabVIEW的灵活性,如滤波选项、光谱函数、与NI硬件的无缝连接,以及适用于复杂数据集的数学函数,确保了软件开发的成功。此外,理论地震生成程序极大缩短了数据生成时间,过去生成指定RRS的地震需要大约20分钟,而现在仅需5到10秒。程序员无需太多培训及故障检测经验即可通过LabVIEW创建直观、易用的GUI。

计算机及操作系统

我们使用的标准双核PC具有1 GB RAM、双VGA输出,操作系统为Windows XP SP2,并安装LabVIEW 8.2及8.5 运行时引擎。程序套件由Windows版LabVIEW专业开发系统编写。我们还采用了PCI-6221板卡与NI BNC-2110连结盒连接。

现有系统的安装

现有的公众教学振动台被安装于法国、印度及美国等地的博物馆及科技主题公园中。有些博物馆将振动台安置于地震型 “灾难区”演示,并伴有人造的混凝土废墟、烟雾及其它视觉效果,以此来强调地震研究及加强建筑条例的重要性。振动台的平均大小约为4 m高(约合13ft),可在多个平台上承载6至9人。

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