LabVIEW开发多速率实时混合仿真

混合仿真是一种子结构技术，通过将数值建模的优点与实验测试的优点相结合来模拟感兴趣的结构。模拟结构的其余部分特别令人感兴趣，因此可以进行物理复制，以揭示粘弹性、屈曲、速率相关特性或其他非线性效应的影响。通过数值和实验子结构之间的界面（此处称为共享边界点）控制的耦合是通过保持界面的兼容性和平衡来实现的。在测试过程中，将预定义的外部载荷施加到数值子结构中，并计算相应的响应。通过通信回路，获取共享边界点的位移，并通过致动传递系统施加到实验子结构上。满足数值子组件和实验子组件之间的边界条件所需的力（此处称为反馈力）被反馈到数值子结构中，以揭示仿真结构的响应。将实验和数值子结构、通信回路和驱动传递系统相结合，形成混合仿真。

改善风能行业结构和运行性能的雄心壮志导致了对大规模和高性能复合材料结构的广泛研究。在这些努力中，测试主要集中在两个尺度上：全尺寸和试样材料测试。全面测试提供了有关结构行为的宝贵知识;然而，与结构在使用期间暴露的实际载荷相比，它需要大型实验室设施，并且通常需要显着简化所施加的载荷配置。另一方面，材料特性通常是通过对专门设计的标准化试样进行小规模测试来提供的。这种方法不需要大型实验室设施;然而，它在试样中引入了理想化的应力和应变状态，因此没有考虑复杂应力状态下的材料行为以及整个结构中不同材料与接头、轴承和其他关键细节之间的相互作用。

为了解决全尺寸和材料测试中的某些缺点，针对大规模复合材料结构实施了混合仿真概念，此处称为单组分混合仿真。单组分混合模拟是一种子结构技术，能够评估模拟结构在局部效应影响下和暴露于高级荷载配置时的全局响应。然而，由于复杂的几何形状和材料表征，单组分混合模拟技术使数值和实验子结构高度复杂化。此外，共享边界点沿边缘是连续的，这导致响应在理想情况下无限数量的接触点中传递，从而可能在两个子结构之间的耦合中产生复杂的力/位移分布。

实时混合仿真（RTHS）是一种有用的技术，用于评估承受动态载荷的结构系统的性能[20]。粗略地说，RTHS通信环路可以分为两个任务，包括求解数值子结构和操作共享边界点。由于实验子结构的内在动力学，共享边界点需要遵循位移、速度或加速度的连续时间历史，其操作频率比感兴趣的模式高10-25倍。在传统的RTHS中，数值子结构和共享边界点以相同的速率依次运行。为了优化可用的计算资源并增强RTHS架构的灵活性，数值子结构和共享边界点以两种不同的速率执行，此处称为多速率实时混合仿真（mrRTHS）。

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