多通道模擬協調加載系統

多通道模擬協調加載系統

1.主要功能：

1.1電動協同加載試驗系統，主要用于橋梁結構模型的恒載模擬試驗與多向加載試驗，用于研究多通道復雜荷載控制與變形適應，以及不同空間加載位置和加載方向的適應性；系統具有可擴展架構，用于超多通道協同加載。

1.2主要硬件模塊包括：電動加載作動器、實時控制器、驅動器、數據采集裝置、傳感器、系統機柜、電纜等；作動器的電機、電缸及驅動器應為同一原廠成套產品；主要軟件模塊包括：多通道試驗控制軟件，協同仿真軟件等；具有完善的安全保護措施。

2.電動加載作動器要求：

2.1數量：2套

2.2主要性能指標：

大出力：不小于±50kN

10000km壽命等效動態力：不小于±10kN

側向力承載力（活塞桿位于250mm中位時）：不小于±500N

大速度（50kN出力時）：不小于±100mm/s

大加速度：不小于±8m/s²

工作行程：不小于500mm

工作頻率：滿足或優于0.1~10Hz

重復性誤差：不超過±0.05mm

工作溫度：滿足或優于-10~70℃

2.3作動器應有完整的附件配置，包括：雙端球鉸、前端力傳感器、內置位移傳感器等；

2.4作動器應具有較高的推力密度，外形緊湊，可靈活搭建多種加載工裝；

2.5作動器應具有較強的耐久性，易于維護和潤滑保養，防護等級不低于IP54；

2.6作動器應具有較低的摩擦內阻，運行噪聲低；

2.7作動器滿足：2011/65/EC ROHS標準, 94/9/EC(ATEX)標準。

3.實時控制器要求：

3.1 數量：1套；

3.2 控制通道：不少于4個實時控制通道（未來可進一步擴展至10通道以上）；

3.3 控制閉環更新速率：不低于1kHz；

3.4系統基于虛擬儀器技術架構，采用總線模塊化硬件，采用插卡式控制器和I/O模塊完成反饋信號采集、算法運行、控制輸出與安全聯鎖，采用基于實時操作系統的閉環控制程序，實現協同加載裝置的精確反饋控制；

3.5 控制器與驅動器采用EtherCAT總線進行高速實時通訊；

3.6采用運行實時操作系統的嵌入式控制器，配置不低于In 雙核及以上處理器，8GB以上內存，500GB以上硬盤，2x千兆以太網絡連接，2xUSB3.0端口，1xRS232端口。

4.驅動器要求：

4.1數量：2套

4.2額定功率：不少于20kW/通道；

4.3功能：可通過EtherCAT總線進行速度/轉矩控制；可實現實時信號處理以降低噪聲、增加分辨率；可進行運動參數優化；

4.4性能：驅動更新周期可達62.5us，可設定跟蹤誤差監測，具有24位編碼器分辨率；

4.5接口：具有正交/BiSS-C/EnDAT編碼器輸入接口，模擬輸出和輸出接口；具有可視化的參數調試界面，可通過USB/RS232/485通訊接口等進行參數配置；

4.6安全：具有廣泛的安全防護技術，滿足STO（安全轉矩斷開）符合EN ISO 13849:2008, category 3:PL=d/e標準，絕緣防護等級符合EN 60664-1；具有不小于1000uF的內置再生制動電容；可設定電機溫度、堵轉和失速防護；可進行安全速度和加加速度限值設定。

5.數據采集裝置要求：

5.1除了控制反饋所需通道外，可自定義的模擬電壓信號采集通道數不少于8，采用直接內存讀取DMA技術，板載內存可存儲4095樣本，采用16位ADC，采樣率不低于250 kS/s，量程可選擇（+/-200mV~+/-10V）；支持模擬和數字同步觸發；

6.軟件功能要求：

6.1控制軟件：可進行預設時域和頻域加載波形的精確復現和試驗流程的任意編輯；可進行系統參數辨識和迭代控制，可通過在軟件中預設的空間坐標，自動實現空間解耦控制；具有控位移控制/載荷/加速度控制模式，每個通道可獨立無沖擊切換；可對每個通道設定獨立的安全限值；可對于試驗曲線進行顯示、記錄、編輯和分析；

6.2協同仿真軟件：可加載運行數值子結構仿真模型，以結合作動器系統開展擬靜力試驗、擬動力試驗、實時混合試驗，可兼容Simulink算法及仿真模型與Opensees等結構有限元模型；

6.3 供應商應在響應文件中提供能夠闡明協同仿真混合試驗的技術方案或詳細解釋；

6.4要求供應商在項目實施期間組織技術人員對用戶方進行協同仿真軟件涉及的擬靜力試驗、擬動力試驗、實時混合試驗進行詳細培訓。

7.其它配套裝置：

7.1上位計算機（1套），配置不低于：In四核及以上處理器，1TB以上硬盤，8GB以上內存，千兆以太網絡接口，24英寸顯示屏，Windows 10操作系統；

7.2屏蔽機柜（1套），內置風扇組件與電源插口，以實現整套系統的機架式安裝；系統機柜包含：急停按鈕、不間斷電源、網關、信號接插面板；

7.3 UPS電源（1套），供電能力不低于2000VA，以保護整套系統的運行數據安全；

7.4千兆以太網關（1套）：用于各節點的實時通訊；

7.5要求供應商根據實驗室現場條件提供滿足在試驗大廳任意場地使用所需的信號電纜。投標方可向使用部門技術負責人咨詢現場情況或進行現場踏勘。