水平两自由度组合结构体系的变刚度控制

可变刚度系统应用于单体结构能够取得显著的振动控制效果。本文提出了组合结构体系的变刚度半主动结构振动控制，并通过对水平两自由度组合结构体系的变刚度吸能释能控制系统的研究，揭示了水平组合结构体系变刚度振动控制的机理。分析表明，采用这种变刚度半主动控制，能够使组合结构体系在地震作用下的动力反应得到有效的控制。     

非线性阻尼变刚度半主动结构振动控制

提出了具有非线性阻尼器的可变刚度系统及其半主动振动控制理论与方法，通过对５层钢框架试验模型的仿真计算，分析了非线性阻尼变化对结构振动响应的影响。分析结果表明：所提出的半主动控制系统能够有效地减小结构的振动反应。     

结构连续变刚度控制有效性分析

作为半主动控制系统的经典范例之一,变刚度控制系统已经在结构控制领域得到了广泛的认可,但是近来的研究显示传统变刚度控制系统抑振频带窄,而且对于加速度控制是不利的.鉴于此,拟研究提出一种新型的变刚度控制系统以提高其控制性能.首先通过反应谱分析了常规变刚度控制系统的不足,然后在此基础上提出一种新型的半主动连续变刚度控制(SCVS)系统以克服上述缺陷,并进行了相应的数值模拟.数值计算结果验证了该系统的有效性.建议系统相比传统变刚度控制系统不仅可以大幅拓宽控制系统的抑振频带,而且有利于同时提高地震激励下结构位移反应和加速度反应的控制性能.因此,相比传统的变刚度控制系统,建议系统更为有效.     

电流变夹层的半主动振动控制

针对电流变夹层,利用相平面轨迹法分析开关变刚度控制系统的动力学特性,按照李亚普诺夫稳定性理论证实控制系统的稳定性。运用模糊控制理论建立电流变夹层的有限元仿真模型。仿真结论表明,简单变刚度和模糊变刚度控制都能大幅抑制被控结构的振动。两种半主动控制应用到夹层梁振动控制是有效和可行的。     

电磁变刚度半主动动力吸振结构的振动控制研究

分析特殊结构变刚度动力吸振系统的移频和减振特性。提出一种电磁式变刚度结构,作用于传统动力吸振器以进一步改变主系统共振频率,实现振动宽频半主动控制。设计一种新型电磁变刚度结构的功能及支撑部件,在其内部形成闭合磁路,使转子在磁场作用下具有回复到平衡位置的特性。通过改变电流大小改变电磁力作用下结构刚度。基于结构设计,建立电磁变刚度结构磁路数学模型,并利用麦克斯韦应力张量理论,对磁场及输出转矩进行数学求解。利用Ansoft进行有限元模拟分析,计算输出力矩。加工实验样机并测量输出转矩,对比模拟值、数值求解值,发现结果具有良好的一致性。仿真和试验结果验证了所提出电磁变刚度半主动吸振控制的可行性。     

一种新的半主动控制策略--频率控制

在半主动控制策略—主动变刚度(AVS)的基础之上,提出了一种新的半主动控制策略。利用短时最大熵谱谱阵分析方法能准确给出变频信号在较短时间序列中的时频信息,进而提出主动变刚度体系的频率控制算法。仿真分析表明,该方法简便可行,鲁棒性好,在线计算量很小,能有效的控制受控结构相对位移反应,因此工程实际应用的前景非常光明。     

半主动变刚度TLCD减振控制的研究

为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。减振系统的刚度由两部分组成,一部分是液体振动的恢复力,另一部分由变刚度装置的弹簧提供。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。外荷载频率与结构的频率比取不同值,比较了被动TLCD、半主动变阻尼TLCD和半主动变刚度TLCD的减振频带。考虑TLCD的频率和结构的实际频率之间存在一定的误差时,研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。最后,通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。研究结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。     

基于磁流变阻尼器的往复压缩机管系减振技术研究

为了减小工程中的振动带来的安全隐患与经济损失，磁流变阻尼器作为一种新型减振器件近年来被各行业广泛应用。基于往复压缩机管路振动试验平台，应用无线多点振动测量系统，对研制的半主动式磁流变阻尼器在管路中的减振效果进行分析，通过改变磁流变阻尼器电流大小分析该磁流变阻尼器减振情况与电流大小之间的关系。试验结果表明该磁流变阻尼器在管路中起到了较好的减振效果，各测点的振动位移大幅下降，在电流为1.8 A时减振效果最好，振动位移降幅达80.70%,分析表明随着电流的增加振动位移大多呈现逐渐减小的趋势。研制的半主动式磁流变阻尼器与传统阻尼器相比具有阻尼可变可调的优点，可较好适应往复压缩机组的长周期变工况安全运行。     

结构半主动变阻尼控制性能评估

研究了地震激励下结构半主动变阻尼控制的有效性。作为半主动控制系统的经典范例之一,变阻尼控制系统已经在结构控制领域得到了广泛的应用,但是近来的研究显示变阻尼控制对于抑制柔性结构的地震反应是适宜的,而对于刚性结构则是不适宜的。通过谐波分析研究了地震激励下结构振动控制的问题。计算结果显示,变阻尼控制成立的条件与结构频率并无必然联系,而是取决于结构频率与外部激励频率的比值,即就是变阻尼控制的可行性与地面运动的频谱特性是相关联的。此外,也将变阻尼控制的效果与对应的被动上限阻尼控制效果进行了对比。结果显示,在大多数情况下变阻尼控制并不能进一步提高控制效果。     

变刚度振动控制在电信大楼抗震设计中的应用研究

本文结合某电信大楼结构实际工程，应用电液式变刚度结构振动控制系统，对其进行抗震控制的计算和技术经济分析，计算结果表明：在结构中采用电液式变刚度结构的控制系统，不仅结构的地震反应得到了有效的控制，而且还取得了明显的经济效益。     

变刚度半主动控制结构的抗震设计方法

就拟振型分解法求解变刚度半主动控制结构各层层间最大剪力的修正问题进行了探讨，为提高计算精度，对拟振型分解法做了进一步改进。考察了该类结构层间最大剪力在结构构件和控制装置之间的分配情况。在此基础上，初步建立了变刚度半主动控制结构的实用抗震设计方法。     

基于遗传算法的半主动分支电路的优化设计

应用遗传算法,对采用半主动分支电路控制悬臂梁振动的结构优化设计问题做了研究.考虑到在半主动分支电路振动控制中,所选电器元件的参数对振动控制的效果至关重要,重点对其做优化设计.结果对进一步研究半主动分支电路有一定的参考价值.     

基于离复位控制策略的结构振动控制研究

对于主动或半主动控制系统来说,目前有多种经典控制算法可以应用于结构控制,然而由于结构控制系统内嵌的参数不确定性、非线性行为和时变特征,这些常规算法的适用性和控制效率往往是不理想的。与之相反,模糊控制系统由于不依赖系统的精确数学模型即可有效实施控制,因而许多研究者转向考虑采用模糊控制途径实施结构控制以避免这些问题。模糊控制现阶段的难题在于控制规则的建立仍无系统的方法可循,一般采取半经验的方法。由于缺乏系统完整的分析和设计方法,模糊控制规则的建立通常需要进行反复的尝试或试验,存在一定的困难。针对这一难题,提出并发展了一种离复位控制策略,用以生成结构模糊控制系统的控制规则。以这种策略作为设计模糊控制规则库的依据,研究了一个底层设有主动拉索控制系统的多层结构的地震反应控制问题。在算例中,通过与线性二次型最优控制算法进行控制效果的对比,验证了它的合理性和有效性。     

电液式变刚度结构振动控制系统的稳定性分析

本文首先介绍了电液式可变刚度系统的原理,然后给出了其结构振动控制系统的方程,最后对该控制系统的稳定性进行了分析研究。     

电流变夹层板控制系统的传感器优化布置

为了解决ER夹层板系统的模态控制的实用性问题,研究了悬臂板模态坐标估计和传感器定位问题。按照变刚度模态控制算法的要求,给出了离散坐标下模态坐标估计的方法;根据连续结构的振型分析,分析传感器定位计算,建立了数学优化模型;按照模态动能法初步筛选后,枚举得到传感器优化布置方案,并且从估计精度和控制效果两个角度进行了布置方案的算例验证。结果表明,优化的传感器布置能在较少的数目下,模态坐标估计满足模态控制算法的输入需求。     

负刚度时滞反馈控制动力吸振器的反共振优化

提出一种含接地负刚度弹簧的时滞动力吸振器的反共振峰最小优化方法。首先,研究的模型不考虑时滞位移控制和主系统的阻尼,利用固定点理论得到接地负刚度系统的最优结构参数。其次,考虑优化调节负刚度系数,利用反共振峰最小准则,把反共振点幅值控制在给定的足够小的范围内,得到一组最优结构参数,使调控的反共振频率频带最宽。接着,调节主系统的阻尼系数,得到最终的一组最优结构参数。最后,通过幅频响应和时间历程响应曲线证明了反共振峰最小准则的正确性,并且将该研究结果与其他两种等峰优化的吸振器模型的减振效果进行对比,证明了接地负刚度时滞动力吸振器减振效果的优越性。     

基于磁流变阻尼器的结构振动优化控制

磁流变（MR）阻尼器利用MR流提供可控性是当今最新的半主动控制装置，工程应用前景十分广阔，但由于MR阻尼器所固有的高度非线性动特性，使得描述其阻尼力-输入电压关系的逆向动特性的数学模型很难得到，而逆向动特性模型对实现整个控制策略又是至关重要的。本项研究针对这一问题提出运用神经网络技术建立MR阻尼器的神经网络模型来模拟其逆向动特性，并设计与之相适应的控制系统，建立起基于MR阻尼器的结构振动控制的有效分析方法，通过数值仿真结果探讨所提出的结构控制策略的有效性。