环形MR—TMD半主动控制的研究

本文讨论了在TMD质量块上安装磁流变驱动器的一种控制装置,根据一定的半主动控制算法,得出所需的半主动控制力,通过调节磁流变阻尼器的参数来调节MR驱动器的控制力,实现对结构的半主动控制．     

基于神经网络的多孔泡沫金属磁流变液阻尼器模型

多孔泡沫金属磁流变液阻尼器是采用泡沫金属储存磁流变液的新型阻尼器。通过磁流变阻尼器的性能试验研究,得到了阻尼力与电流之间的关系,采用BP神经网络,建立了磁流变阻尼器正向模型。结果显示,神经网络模型能准确地预测磁流变阻尼器的阻尼力和控制电流,证明了该方法的有效性,与已有的模型相比,具有精度高,计算简便等特点。     

含磁流变阻尼器的框架结构控制研究

以框架结构为对象进行振动控制研究.为保证地震作用下系统半主动控制的顺利实现,选择了基于系统可控性/可观性的内平衡理论的模型降阶方法.在考虑结构参数、几何尺寸不确定性,磁流变阻尼器非线性特征以及实际控制离散性和地震作用随机性因素的基础上,研究了基于离散状态方程和以控制力为阶跃函数的广义预测控制策略,提出了一种可用于框架结构振动控制的半主动控制技术,并通过算例验证了该技术的有效性.     

利用遗传算法的磁流变阻尼器结构含时滞半主动控制

为解决磁流变阻尼器控制系统中普遍存在的时滞问题,提出一种基于遗传算法的磁流变阻尼器结构含时滞半主动控制策略.该策略以含时滞微分动力学方程为依据,采用先进的并行算法对结构控制力进行优化,然后将结果代入磁流变阻尼器的电流与阻尼力关系式中优化出相应的电流,最终将该电流施加给振动系统从而获得理想的控制效果.为了验证该策略的有效性,选用一个在底部安有磁流变阻尼器的3层平面框架为控制对象,通过该策略的优化过程得出了一系列仿真结果,证明该半主动控制策略控制效果明显.     

采用磁流变阻尼器的斜拉索半主动控制

采用基于位移和速度方向的半主动控制算法，对斜拉索和磁流变阻尼器组成的系统进行了动力分析．考察了斜拉索基频（张力、索长、质量）、Irvine参数、激励荷载（类型、频率、大小）等各种因素对斜拉索动力响应的影响，并与磁流变阻尼器被动控制、最优粘性油阻尼器控制效果进行了比较．以全索全时段振动响应的均方根作为振动控制效果的评价指标．研究表明：磁流变阻尼器半主动控制对斜拉索抑振效果比磁流变阻尼器被动控制、最优粘性油阻尼器有较大幅度的提高；索全长全时程振动响应的位移均方根减小幅度可达50％，且在磁流变阻尼器型号的有效区间内，可使多阶振动模态均取得较好的减振效果．     

高架桥地震响应的半主动控制研究

文章根据高架桥的结构特点,将整个结构简化为多自由度(MDOF)体系,采用磁流变(MR)阻尼器中修正的Bouc-Wen模型和剪切型最优控制(clipped-optimal control)算法对高架桥的地震响应进行了半主动控制研究;同时将MR阻尼器半主动控制与结构被动控制和主动控制的效果进行了对比研究;使用EI-Centro波、Taft波和天津波3种地震波对高架桥-MR阻尼器半主动控制系统进行了数值模拟计算。数值结果表明:基于MR阻尼器的半主动控制能够有效地减小高架桥的水平地震位移,其控制效果明显优于被动控制,且接近于主动控制。     

随机动力系统磁流变阻尼最优控制策略

提出了基于广义密度演化方程的限界Hrovat半主动控制策略.以随机地震动作用下磁流变阻尼控制系统为研究对象,根据系统二阶统计量评价和跟踪实现目标主动最优控制力的控制准则,进行了磁流变液阻尼器的参数设计.数值结果表明在概率意义上,恰当设计的半主动控制器可以达到与主动控制器几乎相同的控制效果.同时,磁流变阻尼器表现出类似Bouc-Wen模型的动态阻尼性能,即强度退化、刚度退化和捏拢效应.     

磁流变阻尼结构的双态控制和三态控制弹塑性分析

根据磁流变阻尼器的性能试验结果提出了扩充Bingham模型，在分析双态控制优缺点的基础上，根据钢筋混凝土结构的实际破坏特性提出了三态控制方法；通过对一装有磁流变阻尼器的3层钢筋混凝土结构进行实例分析，对比研究了双态控制方法和三态控制方法。研究结果表明：无论采用何种控制方法，结构中加入磁流变阻尼器均能有效地减小结构的位移地震反应，同时，三态控制方法能解决双态控制方法的加速度反应局部放大问题，它不仅具有控制简单的特点，而且具有良好的控制效果。     

高架桥梁地震响应磁流变阻尼器(MR)半主动控制

通过比较被动、主动控制方法的控制效果,研究了磁流变(Magneto-Rheological)阻尼器半主动控制方法在高架桥梁抗震控制中的作用。根据高架桥梁的结构特点,将典型的墩-支座-桥面结构简化为一个两自由度的线性系统,依据3个设计目标:最小化支座响应、最小化桥墩响应及最小化两者响应,分别用高阻尼的橡胶支座进行被动控制、用二次线性调节器(LQR)方法进行主动控制、以MR阻尼器为半主动控制设备,用二次线性调节剪切最优控制器(LQR-Clipped)控制方法进行半主动控制。分别使用上述3种控制方法对同一个系统,在EI-Centro、Gebze、Maxico3种地震激励下进行数值计算。数值结果表明,在最小化支座响应及最小化两者响应控制目标时,MR半主动控制与主动控制具有相同的控制效果,但在最小化支座响应时,桥墩的响应很大;然而,最小化两者响应时,支座及桥墩均有很好的控制效果。     

基于磁流变液阻尼器的拉力器磁路分析

磁流变材料作为一种新兴的智能材料,因其具有良好的磁流变效应,而越来越受到学者的关注。根据磁流变效应设计的磁流变液阻尼器具有结构紧凑、功耗低、阻尼力大、动态范围广、响应速度快等特点,其阻尼力可通过调节外加磁场大小来控制,在工程上有广泛的应用前景。传统拉力器存在材料种类单一、拉伸倍数小、体积大、使用寿命短、重量大、难拆卸、不易携带等缺点。该文主要针对磁流变液阻尼器的磁路结构,利用MAXWELL软件进行磁路仿真。分析了活塞结构的变化对磁流变液阻尼器磁场分布的影响,为磁流变液阻尼器应用于拉力器的结构设计提供了依据。     

MR-J型磁流变阻尼器性能测试与阻尼力预估模型

磁流变阻尼器阻尼力预估模型易受磁流变液磁感应强度一剪切屈服强度（B－τ）曲曲线精度及磁芯饱和效应的影响．导致阻尼器的预估阻尼力与实际阻尼力有较大偏差．针对上述问题,设计并制作了2个磁芯可更换的MR—J型磁流变阻尼器,通过对阻尼器的磁场分布和动力性能的测试,研究了磁芯面积、活塞节段数及磁场分布对阻尼器力学性能的影响：结合实测结果与有限元分析结果,提出了B－τ曲线的实用识别方法,建立了考虑磁芯饱和效应的阻尼力预估模型研究表明：磁流变阻尼器的磁场分布和阻尼力随磁动势上升存在明显的磁芯饱和效应,且阻尼器的饱和磁动势随磁芯面积增大而增大;所提出的磁流变液B－τ曲线实用识别方法能正确描述阻尼器实际工作状态下磁流变液的性能参数：所提出的阻尼力预估模型能较为精确地预估磁流变阻尼器的实际阻尼力．     

一种磁流变阻尼器非参数模型

基于Bingham塑性模型的基本思想,建立了一种简单的磁流变阻尼器非参数模型.该模型假设MR阻尼器的阻尼力由3项构成：气囊力、MR流体粘性阻尼力以及由于磁场作用所引起的阻尼力.气囊力被表示为活塞位移的线性函数.磁场引起的阻尼力则表示为一个没有线性增长的磁滞环.理论与实验结果的比较指出：非参数模型数据与实验数据吻合较好.该文所提出的模型,具有各参数物理意义清晰,容易根据实验数据确定的特点,可以用来描述一类线性比较好的MR阻尼器.     

磁流变阻尼器的有限元参数优化设计

磁流变阻尼器结构优化设计是高性能磁流变阻尼器研制及应用的关键技术。在传统磁流变阻尼器设计方法的基础上,将有限元分析方法引入结构优化设计程序中。针对某汽车磁流变阻尼器的设计、开发,建立了优化模型,提出了磁流变阻尼器优化设计计算流程。采用有限元分析软件ANSYS的参数化编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language),对汽车磁流变阻尼器的结构参数进行了优化。研究结果表明:采用参数化编程语言APDL程序对磁流变阻尼器进行优化设计,结构体积明显减小,磁场分布更加合理,能量利用率增加,阻尼力调节范围满足实际工程需要,优化设计方法是可行和有效的。     

基于RBF神经网络的结构动力响应预测

介绍了径向基函数(RBF)神经网络学习速度快,动态仿真性强,具有较强的输入输出映射功能和全局最优逼近的结构特点.针对快速预测结构动力响应有助于克服结构振动控制中时滞效应的特点及BP网络存在的问题,应用RBF网络对结构的位移、加速度进行了预测,并采用BP网络作对比研究.仿真结果表明RBF神经网络训练速度快,精度高,可及时为主动控制建筑结构响应提供较为准确的优化性能指标,从而为实现在线实时控制结构响应提供优良的保证.     

磁流变阻尼器参数化动力学模型研究进展

磁流变阻尼器(magnetorheological damper,简称MR阻尼器)是一种智能型驱动装置,在土木工程中具有很好的应用前景．详细综述了磁流变阻尼器参数化动力学模型的研究现状,分析了各种模型的优缺点;并对如何设计充分发挥磁流变阻尼器在不同电压下耗能能力的控制策略进行了探讨．指出神经网络和模糊逻辑技术的应用是解决这一问题的有效途径。     

车辆悬架磁流变阻尼器动态响应及影响因素分析

在驱动器、阻尼器和被控系统等不同层次的动态响应研究范畴,指出了阻尼器动态响应的研究内容及方向;根据车辆悬架磁流变阻尼器的实际运行特点,提出了动态响应的合理描述,并探讨了阻尼器动态响应测试研究的若干重要问题;最后,分析了磁流变阻尼器动态响应的影响因素,为提高磁流变阻尼器动态响应性能指出了研究方向。     

磁流变阻尼器动态性能分析

磁流变材料由悬浮于载体液中的磁化微粒和添加剂构成，根据磁流变效应设计的磁流变液体阻尼器具有结构紧凑、功耗低、阻尼力大、动态范围广、响应速度快等特点，其阻尼力可以通过调节外加的磁场大小来控制。该文结合具体工程应用从磁流变材料流变特性、动力学、机械学和电磁学的角度出发，建立了磁流阻尼器的动力学模型，应用该模型可由磁流变阻尼器设计参数得到其动力学特性曲线，并与试验结果进行比较，为磁流阻尼器设计和工程应用提供了参考。     

单自由度结构的磁流变阻尼顶层隔振

提出了应用磁流变阻尼装置的顶层隔振控制方法．首先，对小质量比TMD的控制理论进行了深入研究，将最优TMD参数的计算公式推广到大质量比范围．以大质量比TMD控制的减振机理为基础，对顶层隔振结构的动力特性进行了研究，对参数影响进行了分析，建立了合理的顶层隔振结构体系；其次，引入磁流变阻尼器对顶层隔振结构的隔振层进行控制，避免TMD控制范围较窄和隔振层变形过大等弱点；最后，对单自由度结构进行了顶层隔振控制，理论分析结果证明：以大质量比TMD理论为基础的顶层隔振控制方法是有效的，结合了磁流变阻尼器的控制后可以避免这种方法的一些弱点，在不增加结构自重的前提下，能够保证结构良好的控制效果，隔振层的位移和结构层的加速度都得到较好的控制，控制效果达到30％左右，以磁流变阻尼器半主动控制效果最好。     

磁性多层膜的磁滞回线和磁阻曲线的唯像理论研究

基于相干转动的局域能量极小模型和经典的热激活模型研究了包含二次、双二次耦合的磁性多层膜的磁化过程。计算结果表明双二次耦合和磁层的层数对多层膜的磁相图、磁滞回线、磁阻曲线都有重要的影响。在有限温度下，热激活使得磁性多层膜的磁状态间发生跳跃而达到动态平衡。当引入了具有高斯分布的微磁畴元后，计算了系统的磁状态，得到了不同温度下的磁滞回线和磁阻曲线。计算结果较好地解释了形态各异的磁滞回线和磁阻曲线。