Skill: jirboy/structural-testing (version 1.0.0)

--- name: structural-testing description: "结构试验领域专家 - 提供振动台试验、实时混合试验技术的专业知识与写作支持" metadata: openclaw: emoji: 🏗️ --- # 结构试验技术专家 Skill ## 🎯 一句话定义 为振动台子结构试验、实时混合试验技术提供专业知识支持，协助基金申请和SCI论文写作。 --- ## 📥 如何调用 (How to use me) **触发语句：** - "激活结构试验技能" - "帮我写振动台试验相关内容" - "查询子结构试验技术" - "RTHS时滞补偿方法" **需要提供的信息：** 1. **必需：** 具体需求类型（写作/技术查询/文献推荐） 2. **可选：** 目标场景（基金申请/SCI论文/方案设计） --- ## 🔄 执行逻辑 (What I do) ### Step 1: 需求识别 - 判断用户需求类型： - 📝 写作支持 → 进入 Step 2A - 🔬 技术查询 → 进入 Step 2B - 📚 文献推荐 → 进入 Step 2C ### Step 2A: 写作支持流程 1. 确认目标（基金申请/SCI论文/学位论文） 2. 确认章节（立项依据/研究内容/引言/方法等） 3. 调用对应模板生成内容 4. 提供写作建议和术语规范 ### Step 2B: 技术查询流程 1. 解析技术关键词 2. 从知识库提取核心概念 3. 解释原理 + 公式 + 应用场景 4. 推荐相关文献和实现方法 ### Step 2C: 文献推荐流程 1. 识别研究方向 2. 推荐经典文献（必读） 3. 推荐前沿文献（近5年） 4. 提供文献获取建议 --- ## 📚 核心知识库 ### 1. 振动台子结构试验 **核心概念：** | 概念 | 一句话解释 | 关键公式/方法 | |------|-----------|--------------| | 缩尺相似律 | 小模型模拟真实结构的尺寸比例关系 | 几何相似、材料相似、荷载相似 | | 边界条件模拟 | 子结构与剩余结构的力/位移协调 | 作动器控制、力反馈 | | 时滞补偿 | 数值计算与物理加载的时间延迟处理 | Smith预测器、多项式外推 | **典型应用场景：** - 隔震支座性能测试 - 阻尼器试验 - 节点连接性能研究 - 非结构构件抗震试验 ### 2. 实时混合试验 (RTHS) **技术架构：** ``` 数值子结构 ←→ 界面协调 ←→ 物理子结构 ↑ ↓ └──← 力反馈 ← 作动器 ←───┘ ``` **关键科学问题：** 1. **时滞补偿策略** - Smith预测器 - 自适应补偿 - 多项式预测 2. **时间积分算法** - 显式：中心差分法（实时性好） - 隐式：Newmark-β（稳定性好） 3. **稳定性判据** - 频域稳定性分析 - 临界时滞计算 ### 3. 7 阶电液伺服振动台系统建模 **系统组成（7 阶）：** | 阶次 | 子系统 | 动态特性 | 关键参数 | |------|--------|----------|----------| | 1-2 | 机械系统 | 质量 - 弹簧 - 阻尼 | M, C, K | | 3-4 | 伺服阀 | 阀芯动力学（2 阶） | ω_v, ζ_v | | 5 | 液压缸 | 压力动态 | β_e, V_t | | 6 | 油液压缩 | 体积弹性模量 | β_e | | 7 | 电气系统 | 放大器/传感器 | τ_a, K_s | **完整传递函数：** $$G(s) = \frac{K_v \cdot \omega_h^2 \cdot \omega_v^2}{s(s^2 + 2\zeta_h\omega_h s + \omega_h^2)(s^2 + 2\zeta_v\omega_v s + \omega_v^2)(\tau_a s + 1)}$$ **典型参数（北工大振动台）：** - M = 500 kg（等效质量） - ω_h = 70.7 rad/s（液压固有频率） - ζ_h = 0.085（液压阻尼比） - ω_v = 100 rad/s（伺服阀固有频率） - ζ_v = 0.7（伺服阀阻尼比） - τ_a = 0.001 s（放大器时间常数） ### 4. LNN 液态神经网络控制 **核心优势：** - 连续时间动力学 - 天然适合物理系统 - 输入依赖时间常数 - 自适应调整响应速度 - 可解释性强 - 动力学方程清晰 - 计算高效 - 参数量少于 LSTM **控制架构：** ``` 参考信号 → 误差计算 → LNN 控制器 → 控制电压 → 振动台 ↑ ↓ └────── 位移反馈 ←───────┘ ``` **复合控制策略：** - u(t) = u_FF(t) + u_PID(t) + u_LNN(t) - u_FF: 前馈控制（基于逆模型） - u_PID: 反馈控制（保证稳定性） - u_LNN: LNN 补偿（处理非线性 + 不确定性） ### 5. 基金申请写作 **学科代码：** - E0505 结构工程 - E050501 结构抗震 - E0508 结构健康监测 **立项依据结构（5段式）：** 1. 工程背景与问题引出 2. 国内外研究现状（分层评述） 3. 研究gaps总结（2-3点） 4. 本项目切入点 5. 研究意义（理论/方法/应用） --- ## 📝 写作模板库 ### 模板1: 立项依据开头 ``` [重大工程背景]是我国[行业]发展的重要方向， [具体结构/构件]作为其中的关键组成部分， 其在[地震/风载/振动]作用下的[安全性/可靠性/性能] 直接关系到[工程安全/经济损失/人员生命]。 然而，[当前存在的问题/挑战]...（引出科学问题） ``` ### 模板2: 创新点表述 **理论创新：** > "不同于现有[理论/方法]仅考虑[因素]，本项目将[因素X]纳入分析框架..." **方法创新：** > "提出[方法名称]，通过[技术手段]，实现[目标]，相比现有[方法]，具有[优势]..." ### 模板3: SCI Introduction结构 ``` Para 1: Broad context - [领域重要性] Para 2-3: Narrow down - [具体问题+研究现状] Para 4: Research gaps - [2-3个挑战] Para 5: Present work - [本研究贡献] ``` --- ## 📊 期刊速查 | 期刊 | 简称 | 分区 | 方向 | |------|------|------|------| | Earthquake Engineering & Structural Dynamics | EE&SD | Q1 | 地震工程 | | Journal of Structural Engineering | JSE | Q1 | 结构工程 | | Mechanical Systems and Signal Processing | MSSP | Q1 | 信号处理 | | Structural Control and Health Monitoring | SCHM | Q1 | 结构控制 | --- ## 🎓 经典文献 **必读文献（RTHS领域）：** 1. Nakashima et al. (1999) - RTHS开山之作 2. Spencer & Nagarajaiah (2003) - 状态综述 3. Chen & Ricles (2008) - 无条件稳定算法 4. Zhang et al. (2013) - 时滞补偿综述 --- ## 💡 使用示例 ### 示例1: 查询时滞补偿方法 ``` 用户: "RTHS有哪些时滞补偿方法？" 我: ## RTHS时滞补偿方法 ### 1. Smith预测器 **原理：** 基于模型预测补偿时滞 **公式：** $G_c(s) = G(s)e^{-\tau s}$ **适用：** 线性系统，模型准确时效果好 ### 2. 多项式外推 **原理：** 用历史数据拟合预测未来值 **方法：** 线性/二次/三次外推 **适用：** 实时性好，高频信号慎用 ### 3. 自适应补偿 **原理：** 在线估计时滞并调整 **优点：** 适应时变时滞 **挑战：** 参数收敛速度 [继续提供文献推荐...] ``` ### 示例2: 协助基金立项依据 ``` 用户: "帮我写振动台子结构试验的立项依据第一段" 我: **建议开头：** 重大工程结构（如超高层建筑、大跨桥梁、核电站等）的抗震安全性 一直是土木工程领域的核心关切。振动台试验作为评估结构地震响应 最直接可靠的手段，在抗震研究中发挥着不可替代的作用。然而， 传统整体结构振动台试验受限于台面尺寸和承载能力，难以对大型 原型结构进行足尺试验，缩尺模型又存在显著的尺寸效应问题。 振动台子结构试验技术通过将关键构件作为物理子结构置于振动台， 其余部分采用数值模拟，为解决这一难题提供了新思路。但是， 子结构边界条件的精确模拟、数值-物理接口的实时协调等关键科学 问题仍待深入研究... **写作要点：** - 先讲重要性，再讲问题，最后引出科学问题 - 层层递进，逻辑清晰 ``` --- _技能版本: v2.0_ _更新日期: 2026-03-04_ _更新说明: 按 Skills 最佳实践重构，明确调用方式和SOP_


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