使用NI LabVIEW操控大型地震仿真器
為了降低對操作人員的培訓強度,我們必須開發出簡單易用的圖形化用戶界面(GUI)。在超過50種真實或仿真的地震場景庫中,只需選擇指定子菜單,通過簡單拖曳即可在數分鐘內創建出一系列地震場景。這些地震設定可以成批鏈接,并順序執行數秒甚至數分鐘。
每次地震都有一定的信號特征,其能量分布由強度(里氏震級)、地震波頻率、及振幅確定。振動中波形的傳播取決于不同的土壤類型,并與各種結構類型的建筑產生相互作用。民用工程師必須對這些相互作用建模,生成建筑的反應頻譜(RRS),以此來預測建筑在地震中的狀態。
Anco Engineers公司使用LabVIEW內置的頻譜及頻率分析工具,基于特定的RRS曲線計算瞬時的任意波形。該自動重復過程能根據RRS輸入,在數秒內產生符合要求的能量及頻率分布數據,并與IEEE 344多軸固定/獨立測試相一致。
克服頻率相關振幅
對于推動大質量的動態大型沖擊驅動器,如何在規定頻率范圍內保持恒定振幅是一個普遍存在的限制因素。因此,需要對驅動信號在高頻下的振幅衰減作一定補償。我們對此種情況作了預防,使驅動軟件能在必要時通過系統專用傳輸函數動態生成修正量。此外,我們采用LabVIEW的信號處理及濾波函數極大簡化了編程,節省了編程開發成本,從而可將精力集中于公眾振動臺的開發。
使用LabVIEW及NI硬件節省成本
由于使用了LabVIEW,我們在軟件開發上的成本比預期節省了近50%。LabVIEW的靈活性,如濾波選項、光譜函數、與NI硬件的無縫連接,以及適用于復雜數據集的數學函數,確保了軟件開發的成功。此外,理論地震生成程序極大縮短了數據生成時間,過去生成指定RRS的地震需要大約20分鐘,而現在僅需5到10秒。程序員無需太多培訓及故障檢測經驗即可通過LabVIEW創建直觀、易用的GUI。
計算機及操作系統
我們使用的標準雙核PC具有1 GB RAM、雙VGA輸出,操作系統為Windows XP SP2,并安裝LabVIEW 8.2及8.5 運行時引擎。程序套件由Windows版LabVIEW專業開發系統編寫。我們還采用了PCI-6221板卡與NI BNC-2110連結盒連接。
現有系統的安裝
現有的公眾教學振動臺被安裝于法國、印度及美國等地的博物館及科技主題公園中。有些博物館將振動臺安置于地震型 “災難區”演示,并伴有人造的混凝土廢墟、煙霧及其它視覺效果,以此來強調地震研究及加強建筑條例的重要性。振動臺的平均大小約為4 m高(約合13ft),可在多個平臺上承載6至9人。
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