摩擦阻尼器抑制结构振动的研究

:研究了一种可用于桥梁和桁架桅结构减振的螺栓连接的H形摩擦阻尼器装置,对摩擦阻尼器结构减振系统,给出了易于分析的方法,该方法可用在相应的线性和非线性系统分析中.同时对一个单自由度结构系统进行了实测计算,计算结果与有关的实验结果较为一致,验证了该方法的有效性.     

基于MR阻尼器的结构振动半主动跟踪控制

在分析磁流变液智能阻尼器用于结构振动半主动控制的常用控制算法的基础上，提出了一种基于线性二次型最优控制的跟踪控制策略，并与限幅最优控制、状态跳跃控制等控制算法进行了比较和分析。计算机仿真分析结果表明，这种算法优于限幅最优控制算法，能达到接近状态跳跃控制算法的效果，并能弥补工程应用中需要选取速度跳跃限值的不足。     

新型磁流变阻尼器及其在结构振动半主动控制中的应用

应用磁流变阻尼器对结构振动进行控制，对磁流变阻尼器的力学模型进行了介绍，并设计了磁流变阻尼器的结构参数；基于现代最优控制理论的半主动控制方法设计了控制器，数值计算结果表明：采用磁流变阻尼器对结构振动进行半主动控制，在输入El-Centro波，Taft波及人工地震波时，可使受控结构的各层位移响应的控制效果超过50％，能够有效地减小结构的地震反应。     

基于形状记忆合金超弹性阻尼器的结构振动控制和地震时程分析

首先讨论了一种NiTi形状记忆合金(SMA)丝超弹性耗能原理，然后分析了SMA丝耗能能力与预应变之间的关系．本文还设计了一种用于框架结构振动控制的SMA超弹性阻尼器，并将该种阻尼器安装在2层框架结构模型上，进行了框架结构振动控制实验，实验结果表明该种阻尼器的耗能效果明显，可以显著提高框架结构的振动衰减速率．同时，在地震波强迫振动条件下，对该框架结构进行了动力响应有限元法模拟，计算结果显示安装了SMA阻尼器后，框架的振动响应幅度大幅降低，振动衰减速度大幅提高．     

柔性结构振动单边库仑摩擦控制

为解决航天结构的低频振动抑制问题,针对拉索控制装置的单边饱和特点,推导了一种非二次型性能指标函数的最优控制方法。适当地选择非二次型性能指标函数中特殊加权参数,最优控制是一种单边Cou lom b摩擦。通过简单改造的电机拉索结构,该最优控制能采用无需耗能的被动控制方式实现,为航天结构振动抑制节省控制能量。同时最优控制不依赖控制结构模型,在结构模型不确定的情况下,仍具有最优和全局渐进稳定性。在悬臂上进行最优控制的数值仿真结果显示该最优控制方法能充分利用控制作动器迅速抑制结构振动。     

地震作用下结构振动最优控制的一种一般算法

基于对地震激励输入结构过程的重新理解,直接从二次型控制目标函数的泛函变分出发,推导出了一种更为一般的最优控制算法,并用状态转移的数值方法加以实现．所获得的最优控制力表达式同时包含了结构响应和地震激励两部分的影响,从概念上改进了现有的结构最优控制算法;还导出了最优控制力系数表达式,用代数公式取代了传统的Riccati微分方程的求解,提高了计算效率．算例表明,该算法的控制效率优于现有的两种结构最优控制算法,具有更高的精度,且稳定性良好．     

结构振动序列最优控制算法及其Simulink仿真实现

阐述了序列最优控制算法是针对土木工程结构地震响应振动控制问题中激励不可预知的特点,推导出1 种更为一般的最优控制算法,所获得的最优控制力表达式同时包含了结构响应和地震激励2 部分的影响.该算法增益矩阵与传统的2种最优控制近似算法相比具有时变的特点,提出了在应用该算法进行主动控制Simulink仿真分析时的2种实现方法,并通过AMD控制基准模型对2种实现方法进行了比较,同时也对该算法与现有两种结构最优控制算法的控制效果进行了评价.结果表明,2种实现方法是完全等效的,且在控制效果方面,序列最优控制算法优于现有的2种最优控制算法.     

地震作用下高层建筑多重调谐质量阻尼器控制优化设计

通过多重调谐质量阻尼器(MTMD)系统参数的可能组合，得到了5种MTMD模型．基于结构受按振型——MTMD系统的力学模型，建立了设置这5种MTMD时结构的传递函数和动力放大系数统一表达式．于是5种MTMD的优化准则可统一定义为结构最大动力放大系数的最小值的最小化．基于MTMD的优化结果即最优频率间隔、最优平均阻尼比和最优调谐频率比，利用Wilson—θ法对一22层高层钢结构—MTMD系统进行了时程分析．分析中所用地震波分别为：EL—Centro地震波，Taft地震波，天津地震波和上海地震波．进而评价了5种MTMD的地震反应控制效果和冲程情况．研究表明，在高层钢结构建筑的MTMD地震反应控制中宜优先考虑MTMD(Ⅰ)和MTMD(Ⅴ)模型．     

高层建筑粘弹性阻尼器的优化设置

采用遗传算法（GA）来确定在被动控制高层建筑中每一层阻尼器合适的安装数量。根据阻尼器的耗能特性及建筑规范对抗震结构的要求来设计评价函数。其中选取了建筑物各层在整个反应时程加速度响应的方均根值、建筑物顶层位移响应的最大值、阻尼器的数量、及阻尼器的耗能情况来分别考虑高层建筑的震动控制、位移控制、经济性和各层阻尼器的工作性能。通过理论分析和仿真计算表明,用这种方法能得到一种在被动控制高层建筑中阻尼器分布的优化设置方案。     

非线性干摩擦阻尼器连接的相邻结构随机振动分析

用耗能装置连接两相邻结构是减小结构地震响应的一种实际而有效的方法。文中将两个用非线性干摩擦阻尼器连接的相邻结构简化为两自由度系统,对结构在地震激励下的运动方程进行等效线性化处理,求得结构在过滤白噪声地震激励下的Lyapunov方程。利用最速下降法迭代求得系统的平稳响应。结果表明：干摩擦阻尼器能有效地降低结构的地震响应,并能在较宽的频率范围内起到很好的减震作用。     

基于形状记忆合金阻尼器的结构风振控制分析

为了控制风作用下建筑物的振动,将一种新型形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)阻尼器安装在20层的电视塔结构模型上,建立了在该阻尼器作用下的框架结构动力学平衡方程及其求解方法,并运用Matlab对其进行了田浦台风风谱作用下的框架结构风振控制实验的数值模拟,先后得到了风速风载时程曲线图、控制前后的振动位移曲线图和速度时程曲线图.结果表明,在该种阻尼器的作用下,框架结构的抗风位移响应效果明显,结构的风致振动衰减速率有显著提高.     

磁流变阻尼器控制拉索振动的优化参数研究

采用磁流变阻尼器控制斜拉桥拉索振动是一项新的拉索减振技术.根据不同拉索的几何、力学条件确定磁流变阻尼器的优化电压是取得最佳减振效果的关键.基于组合磁流变阻尼器的拉索运动方程,采用改进的Bouc Wen磁流变阻尼器模型,对安装磁流变阻尼器后多根拉索的阻尼特性进行了数值仿真计算,得到了拉索系统模态阻尼比与阻尼器输入电压的关系.采用非线性最小二乘方法,得到了考虑拉索参数、振幅、模态阶次及阻尼器安装高度等因素的阻尼器优化设计曲线.并在岳阳洞庭湖大桥进行了实桥振动控制试验,结果与数值仿真具有很好的一致性.图9,表1,参8.     

粘滞流体阻尼器对电视塔的风振响应控制

以合肥电视塔为工程背景,探讨了粘滞流体阻尼器对高耸电视塔在强风作用下风振响应的振动控制.按照随机振动理论,仿真得到了作用在电视塔上的19维互相关的人造脉动风压时程样本曲线,并利用时程样本进行了电视塔的风振响应分析;建立了一种双模型的动力分析方法.对安置了粘滞流体阻尼器的合肥电视塔进行了控制分析;以上塔楼的风振响应为优化目标,对阻尼器的参数进行了优化设计.研究表明,电视塔的风振响应峰值超过了规范的容许值,设置了粘滞流体阻尼器后电视塔的风振响应均有明显的减小,阻尼器消耗了大量的结构能量,采用最优阻尼参数使上塔楼加速度峰值响应下降了43.4%.     

压电智能结构振动控制的数值模拟

文章考虑了压电传感器/激励器的刚度和质量对系统的影响,建立了压电智能结构的有限元动力方程;采用三维八节点实体压电耦合单元,运用ANSYS参数化语言(APDL)编写了压电智能结构振动主动控制的数值模拟程序;研究了系统在干扰荷载作用下P、PD和PID控制器的控制性能,分析了不同控制情况下的系统特征参数识别,并讨论了一对压电片和多对压电片对系统的控制效果,以数值算例对理论分析进行了仿真。研究所得结论对压电智能结构振动主动控制的实践具有一定的参考价值。     

压电变摩擦阻尼结构的模糊控制

为了减轻结构的地震反应,提出了模糊控制算法用于结构的振动控制,控制的目标是减轻结构的位移和加速度响应.设计制作了一款新型的压电变摩擦阻尼器,并将压电变摩擦阻尼器作为控制装置,通过模糊控制算法建立了施加在压电变摩擦阻尼器上的电压与结构的响应关系,量化因子对模糊控制的效果影响极大,通过试算,本文给出了量化因子的计算公式.算例表明,对于安装有压电变摩擦阻尼器的结构,采用模糊控制算法的效果很好.     

模糊迭代学习方法及高层建筑结构地震响应控制的数值模拟

结合自校正控制、模糊逻辑和迭代学习控制的基本思想,提出采用自整定模糊控制确定迭代学习律的方法,提高了迭代学习控制的鲁棒性。选取建筑结构振动控制Benchmark第二阶段的地震作用Benchmark模型作为研究对象,进行模糊迭代学习控制地震响应仿真计算,结果表明该方法能够对Benchmark模型的地震响应进行有效控制,而且具有学习控制律简单实用、跟踪精度高、鲁棒性强等优点。     

摩擦耗能器发展概况评述

摩擦耗能器是一种耗能性能良好、构造简单、造价低、制作方便的减振装置。对摩擦阻尼器的发展概况、耗能原理、构造和种类以及恢复力模型进行了评述,并介绍了摩擦耗能器在土木工程中的典型应用。     

基于新型SMA-粘滞阻尼器的斜拉桥振动控制研究

基于N iTi形状记忆合金(SMA)丝和成品粘滞阻尼器设计研制了一种新型SMA-粘滞阻尼器,并将其应用于一大跨度斜拉桥的振动控制;建立了SMA粘滞阻尼器—大跨度斜拉桥的动力有限元计算模型,计算结果表明:和普通粘滞阻尼器相比,文章所设计的SMA-粘滞阻尼器的耗能减振效果更为明显,能有效地降低大跨度斜拉桥桥塔和主梁在简谐振动和地震作用下的位移幅值.     

建筑结构振动的一种常分数阶控制策略

为了在实际控制中取得更优的效果,结构阻尼采用分数阶表示,以建筑结构为研究对象,设系统的阻尼为位移向量的α阶导数,提出一种变异阶次控制器的设计方法。具体过程为:首先,假设原运动方程中的阻尼项为系统位移向量的β阶导数,并对该运动方程进行控制器设计;其次,考虑控制对象为含α阶导数的运动方程,为达到控制目的,采取基于输出相同的处理方式;再次,根据第3代基准建筑物定义的性能指标,通过搜索的方式确定最优参数β,分数阶阶次在0和2之间均有阻尼效果,搜索范围为［0,2］。仿真结果表明,存在不同于α的β值可获得更优的控制效果,同时,针对不同的性能指标,最优β的选取亦不同。最后,通过一个仿真实例说明该控制方法的可行性。