3层基准建筑非线性地震反应的智能控制

近年来,智能驱动材料、控制装置和智能控制算法的研究和发展为土木工程的抗震控制开辟了新的天地.笔者设计制作了一款新型的压电变摩擦阻尼器,并将其作为控制装置,提出了能有效抑制强烈地震激励下高层建筑结构非线性反应的模糊控制算法,并建立了量化因子、比例因子与结构响应之间的关系.对受控的3层基准建筑结构进行了非线性地震反应的数值仿真分析,并与其它的控制策略进行比较.结果表明,采用模糊控制算法,能有效抑制建筑结构的非线性地震反应,减少地震对建筑结构的破坏.     

新型压电摩擦阻尼器本构模型的分析

随着振动控制技术的发展，半主动控制引起工程界人士的广泛关注．可控摩擦阻尼器作为一种有效的半主动控制装置获得了广泛的研究和应用．本文正是在着力改进现有可控摩擦阻尼器的基础上，设计了压电摩擦阻尼器PALL支撑，为结构振动的控制提供了一种全新的选择．文中采用了ANSYS软件的有限元分析方法，对压电摩擦阻尼器进行了性能模拟试验，研究了其在各级电压下的摩擦耗能特性，在此基础上我们给出了压电摩擦阻尼器PALL支撑带电压参数的双线性本构模型．     

半主动摩擦阻尼器对偏心结构振动控制的仿真研究

通过系统仿真工具Simulink和Stateflow,建立了在多维地震动作用下,采用半主动摩擦阻尼器对偏心结构进行振动控制的系统模型,给出了采用摩擦阻尼器所在楼层的速度响应绝对值直接反馈,控制半主动摩擦阻尼器的方法．在运用时程分析法,确定小震作用下摩擦阻尼器较优的初始起滑力的基础上,设计了相应的控制系统,并且在具有加速度脉冲和速度脉冲的近断层地震波作用下,与其他算法进行了比较,检验了本算法的有效性和优越性．     

采用摩擦阻尼器的MSCS在地震作用下的控制性能研究

位移响应和加速度响应是结构振动控制的2个重要指标,为了更进一步控制巨-子型结构的振动响应,文章选用摩擦阻尼器,均匀布置于主子结构中,确定了采用摩擦阻尼器的巨-子型结构控制方案。建立了有限元模型,通过有限元分析软件SAP2000,对巨-子型有控结构进行了多遇地震作用下的弹性动力时程分析,研究了摩擦阻尼器控制方案的控制效果和控制特点,以及各层阻尼器的滞回特性。对比普通框架表明,结构控制方案合理可行,能有效控制结构振动响应。     

基于智能压电摩擦阻尼器的Benchmark模型风振响应半主动控制

在改进的Pall摩擦耗能器的基础上设计了一种智能压电摩擦阻尼器,并分析了其阻尼力模型。利用设计出的智能摩擦阻尼器,采用基于经典线性最优控制理论的半主动控制策略对Benchm ark模型的风振响应控制进行了研究。结果表明：智能压电摩擦阻尼器对标准风振控制模型的半主动控制效果较为明显,相对于无控结构来说能有效降低结构的风振响应。此外,本文对基于限界Hrovat最优控制算法的半主动控制系统的参数优化进行了分析,说明了该半主动控制系统对Benchm ark模型阻尼的不确定性具有很好的鲁棒性,而对刚度的不确定性则表现出一定的敏感性。     

输电线路的风致振动被动耗能控制

研究了输电塔线体系基于摩擦阻尼器的风致振动控制问题。提出了一种适用于高耸输电塔结构风振控制的摩擦阻尼方式，并采用多自由度模型建立了输电导线的动力分析模型。建立了安装有被动摩擦阻尼器的塔线耦联体系的动力分析模型和动力分析方法。研究表明，摩擦阻尼器具有较好耗能能力，可以有效地减小输电塔的风致振动，但其减振效果必须基于优化的阻尼器参数。     

高压输电塔的摩擦耗能减震控制

采用被动摩擦阻尼器研究了输电塔在强烈地震作用下的减震控制问题.采用多自由度模型建立了输电导线的动力分析模型.针对输电塔线体系的平面内振动和平面外振动分别建立了安装有被动摩擦阻尼器的塔线耦联体系的动力分析模型和动力分析方法.结果表明,摩擦阻尼器是一种形式简单、具有较好耗能能力的控制装置,可以有效地减小高压输电塔的地震反应.     

偏心结构地震反应MR阻尼器控制系统的模糊控制和仿真分析

为研究应用磁流变（MR）阻尼器对偏心结构地震反应的控制效果,建立了地震激励下偏心结构MR阻尼器控制系统的运动方程,对一种模糊控制方法的控制效果进行了仿真分析.结果表明,模糊控制方法体现了MR阻尼器阻尼力连续可调的优点,具有良好的减震效果,MR阻尼器是一种具有很好应用前景的控制装置.     

摩擦阻尼器在轻钢结构加层的控制应用

采用轻型钢结构加层是对砌体结构加层的一种十分有效的方法．但由于鞭鞘效应，轻型钢结构自身的层间位移较大，常常不能满足设计要求．因此，提出在加层中设置摩擦阻尼器(FRD)支撑，对结构振动进行控制，从而使整体结构满足抗震设防要求的全新技术方法．推导了摩擦阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度矩阵和控制力向量，建立了设置摩擦阻尼器砌体结构地震反应时程分析的控制方法．     

设置被动摩擦减振装置的多层建筑地震反应能量特点

研究了设置摩擦减振装置的多层建筑结构地震反应能量特点.首先建立了摩擦阻尼器的力学模型和结构-阻尼器体系的动力分析模型.进一步地,提出了设置阻尼器的结构体系的能量评价准则.在此基础上以某多层建筑结构为工程背景,研究了在不同类型地震地面运动作用下,设置控制装置的结构体系的振动能量特点.分析表明所提出的能量标准可以有效地描述地震作用下受控结构的能量特点.     

磁流变阻尼器智能基础隔震系统的模糊控制

将新型控制装置磁流变阻尼器应用于基础隔震结构,设计了符合磁流变阻尼器特点的模糊控制器,根据隔震层位移和加速度决定控制电压的大小.3层隔震结构的仿真结果表明,模糊控制技术有利于发挥磁流变阻尼器的性能,模糊控制方案的减震效果优于被动控制方案.     

SATMD与粘弹性阻尼器相结合控制体系的地震反应分析

混合控制体系是结构控制领域里的一种新型高效控制体系,它能以较低的能量输入和简单经济的消能元件,取得较好的控震和减震效果.首先研制开发了一种模糊控制器,介绍了其设计原理和方法,通过在结构顶层安装被动调谐质量阻尼器(PTMD),并在控制系统中引入模糊控制器,可实现刚度和阻尼控制档位的自动调节和调谐的半主动化.同时,在结构其他各层进行粘弹性阻尼器的优化设置,可使结构体系达到最优控制要求.还提出了半主动调谐质量阻尼器(SATMD)与粘弹性阻尼器相结合的混合控制实用设计方法,并编制电算程序进行了地震作用下的时程分析,证实了该控制体系在降低结构地震反应方面的有效性.     

磁流变阻尼器被动隔震振动台试验研究

目的检验磁流变阻尼器应用于结构被动隔震控制下的减震效果．方法对1：4缩尺比例的结构模型进行橡胶垫与磁流变阻尼器联合控制下的振动台试验，试验采用对磁流变阻尼器施加零电压和最大电压控制。来模拟结构在阻尼器被动摩擦阻尼和被动粘滞阻尼两种控制方式下。隔震上部结构和隔震层的的动力响应．结果应用磁流变阻尼器对结构进行的两种被动控制，均能起到很好的减震效果．其中被动摩擦控制可对隔震结构在大震下的隔震层位移起到限位作用；被动粘滞阻尼控制可对隔震结构小震下上部结构的加速度反应进行很好的控制．结论采用橡胶垫联合磁流变阻尼器对结构进行被动隔震控制，控制方法简便易行，控制效果良好．     

大跨度屋盖风振控制的遗传算法研究

对大跨度屋盖的遗传算法风振控制进行了研究,提出了一种采用主动调谐质量阻尼器(ATMD)进行风振控制的方法.首先介绍了风振控制理论,然后提出了大跨度屋盖风振控制的遗传算法,将位移和加速度响应均方差作为了控制效率的评价标准,并给出了该方法的实施步骤.最后将该方法应用于一大跨度平屋盖的风振控制,计算了屋盖上典型测点的位移和加速度均方差值,并与采用其他控制方法的计算结果进行了比较.结果发现笔者提出的遗传算法控制器准确高效,其中位移和加速度均方差分别平均减少了53.8%和44.6%,结构竖向位移峰值平均减少65.7%,加速度峰值平均减少56.2%,有效地控制了屋盖结构的风振响应.结果证明遗传算法可以准确预测相关参数,进而有效地控制大跨度屋盖风振响应,为工程实践提供了相应参考.     

Fuzzy Logic Control for Semi-Active Suspension System of Tracked Vehicle

The model of half a tracked vehicle semi-active suspension is established. The fuzzy logic controller of the semi-active suspension system is constructed. The acceleration of driver‘s seat and its time derivative are used as the inputs of the fuzzy logic controller, and the fuzzy logic controller output determines the semi-active suspen-sion controllable damping force. The fuzzy logic controller is to minimize the mean square root of acceleration of the driver‘s seat. The control forces of controllable dampers behind the first road wheel are obtained by time delay, and the delay times are determined by the vehicle speed and axles distances. The simulation results show that this control method can decrease the acceleration of driver‘s seat and the suspension travel of the first road wheel,the ride quality is improved obviously.     

基于递归神经网络的减震结构模糊控制研究

根据神经-模糊控制理论和减震结构混合控制理论,利用基于弹塑性时程分析自动提取减震结构模糊控制规则的方法获取原始训练样本,能考虑不同地震动特性的影响.应用带偏差单元的递归神经网络(RN-NWBU)形成减震结构模糊控制规则的关系生成方法和推理合成算法,能够实现神经网络驱动的混合控制结构体系模糊推理,从而能实现神经-模糊控制器的设计,应用装设有神经-模糊控制器的系统能够在线控制结构地震反应.通过半主动调谐质量阻尼器(SATMD)与消能减震相结合的混合控制结构体系的数值仿真分析,可看出本文方法能有效地在线控制结构地震反应.本文对推动结构控制理论的发展具有重要意义.     

基于模糊控制的磁流变阻尼器结构半主动控制

阐述了模糊控制器的基本原理和设计步骤，形成了适合于磁流变阻尼器结构的模糊半主动控制策略；基于磁流变阻尼器的Bingham模型，采用Matlab模糊工具箱进行模糊半主动拉制设计，建立了磁流变阻尼器模糊半主动控制的3层钢筋混凝土框架的Simulink仿真分析。与其他已有研究结果进行比较，证实了磁流变阻尼器模糊半主动控制方法的有效性。     

磁流变阻尼器在工程车辆悬架系统中的应用

为了改善工程车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,针对工程车辆被动式悬架系统存在阻尼固定、变化范围小的缺点,采用磁流变阻尼器,设计了其模糊控制器,建立工程车辆悬架系统的半主动控制模型,并用白噪声信号模拟路面情况进行仿真分析,结果表明:采用模糊控制的磁流变阻尼器的半主动悬架与被动悬架相比,可以有效地降低振动的加速度峰值,减振效果明显。