应用MRF-04K阻尼器的大跨连续刚构桥地震反应的半主动控制

应用最近设计制作的MRF-0 4K型磁流变(MR)阻尼器对大跨连续刚构桥的地震反应实施半主动控制。首先建立了多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的运动方程,并基于瞬时最优控制算法建立了大跨连续刚构桥地震反应控制的计算方法,数值仿真分析了某四跨预应力混凝土连续刚构桥在不同控制策略下地震反应的控制效果,结果表明当在该连续刚构桥的两端各安装5 0个MRF-0 4K阻尼器,中墩墩顶水平位移降低7 0.4%,中跨跨中竖向位移降低7 7.7%,边跨跨中竖向位移降低6 6.0%。最后得出结论:应用MRF-0 4K阻尼器能使多支承不同步地震激励下大跨连续刚构桥的地震反应得到有效的控制,主动控制效果明显地高于被动控制效果,且半主动控制能取得理想的控制效果,即使地震发生时半主动控制系统失效,同样可以取得理想的控制效果,从而为MRF-0 4K阻尼器的工程应用提供了理论依据。     

磁流体阻尼器半主动控制结构的地震反应分析

对磁流变阻尼器的性能及恢复力模型进行了介绍,并对其参数进行了设计,提出了基于经典线性最优控制算法和瞬时最优控制算法的半主动控制律.通过对一装有七个MR阻尼器的七层框架结构的地震反应分析表明,基于这两种控制算法的半主动控制律是非常有效的,并且该半主动控制方法能够有效地减小结构的地震反应.     

STMD对高层建筑地震响应的控制

为了控制高层建筑的地震响应,消除控制机构驱动时产生的“时滞”现象,提出了由MR阻尼器构成的半主动控制系统STMD。根据MR流体剪切屈服强度与磁场强度同向变化的磁流变效应,通过外加磁场的变化来改变MR阻尼器的阻尼力,以实现对ITMD控制力的调节。根据瞬时最优控制的原则,采用了基于Hrovat控制律和“开关”控制律的改进的半主动控制策略,对MR阻尼器的参数进行调节。对一栋8层框架结构进行仿真分析,计算结果表明,STMD能够有效地减小高层建筑的地震响应。     

基于模糊神经网络的建筑结构半主动控制研究

建立了采用MR阻尼器的基于模糊神经网络的半主动控制算法。该方法采用模糊神经网络离线训练辨识MR阻尼器在不同电压下的动力滞回特性，在此基础上提出一种基于最佳逼近LQG主动控制的智能半主动控制算法。模糊神经网络做在线控制时，从已辨识好的模糊规则库中自动选择最接近LQG控制力的控制电压，施加到MR阻尼器上形成控制力，有效地减小结构在地震作用下的响应。数值算例仿真验证了所提方法的有效性。     

磁流变阻尼器在基础智能隔震建筑中的研究

针对橡胶隔震垫作为一种被动控制装置,存在最优控制范围窄的局限性。将磁流变阻尼器与橡胶隔震垫相结合,组成智能基础隔震系统应用于结构振动控制中,数值模拟分析了在地震力作用下原结构,普通隔震结构,隔震层附加MR阻尼器在Passive—off状态,Passive—on状态和磁流变阻尼器半主动智能状态下结构的反应。试验结果表明,结构在磁流变阻尼器半主动智能状态下控制效果最优,能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点,其相对一般被动隔震装置,能同时减小隔震层位移,上部结构层间位移和各层最大加速度。     

磁流变阻尼器智能隔震振动台试验研究

采用MR阻尼器和改进的实时控制程序进行了振动台半主动控制试验。通过与基础固定、基础隔震结构进行对比,验证了该MR阻尼器在瞬时最优、模糊逻辑控制、位移限值控制算法以及零场控制和满场控制的效果,显示了相对于一般基础隔震的优越性。试验结果表明:智能隔震系统不仅能够大幅度减小隔震层的水平位移,有效地保护隔震层和隔震支座,上部结构层间位移反应和加速度反应也得到了有效的控制。采用MR阻尼器的智能隔震系统能够有效地改善隔震结构的性能,大大提高隔震建筑的安全可靠性。     

MR阻尼器在海洋平台半主动振动控制中的应用

采用磁流变 (MR)阻尼器对海洋平台的半主动振动控制效果进行研究 ,建立海洋平台磁流变 (MR)半主动控制结构的数学模型 ,提出基于现代最优控制理论的半主动控制方法 ,算例仿真结果表明 ,采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效的减小平台的振动响应     

大平台多塔楼新型隔震体系的智能磁流变控制

本文将隔震技术应用到大平台多塔楼结构中,研究了这种新型隔震体系的抗震性能,并将磁流变(MR)阻尼器设置于隔震层,探讨了这种新型隔震体系智能磁流变控制的减震效果.文中以北京通惠家园某典型小区为研究对象,建立了大平台多塔楼新型隔震减震体系的运动方程,考虑了隔震支座的非线性.本研究中MR阻尼器的半主动控制算法选用限幅最优控制算法,其主控制器采用H2/LQG方法来设计.仿真分析结果表明,这种新型隔震体系可以有效地减小上部住宅结构与下部平台的地震反应,为提高大平台多塔楼结构的抗震安全性提供了一条崭新的途径.采用MR阻尼器与这种新型隔震体系相结合可以进一步减小隔震结构下部平台的地震反应与隔震层的非线性反应,提高这种新型隔震体系的抗震安全性.     

土-结构相互作用对半主动结构控制的影响

本文运用子结构法建立了考虑土-结构相互作用的结构总位移方程,并结合瞬时最优控制算法,进一步推导了考虑土-结构相互作用的半主动控制结构的运动方程.通过对一安装有4个磁流变(MR)阻尼器的7层框架结构地震反应的数值模拟,验证了土-结构相互作用对半主动结构控制的影响.     

巨型框架多功能减振结构脉动风振反应的瞬时最优半主动控制

根据瞬时最优主动控制的原则,提出了同时控制位移、速度和加速度的最优主动控制策略,并利用磁流体阻尼器,对巨型框架多功能减振结构的脉动风振反应进行了半主动控制,表明磁流体阻尼器控制结构的半主动控制能显著减小主次框架的振动加速度,能有效地降低主框架的振动位移,其控制效果优于被动控制。     

半主动变阻尼结构的振动台试验研究

本文对新设计的一种新型磁流变阻尼器的力学性能进行了试验研究。通过试验,建立了阻尼器的力学模型。将阻尼器安装在一1:6三层钢框架结构模型上,进行了模拟地震振动台试验。试验中采用被动和半主动控制方法,输入不同的地震波,对结构进行了振动控制研究,了解半主动变阻尼结构的动力特性。振动台试验结果表明,在输入不同地震波时,被动控制的减振效果变化较大,而半主动控制对结构在不同地震波输入下均有较好的减振效果,另外,磁流变阻尼器在结构中的安装位置不同对结构的减振效果也有一定的影响。最后论文对比研究了被动控制结构和半主动控制结构动力反应试验结果及弹塑性分析结果,试验与计算结果符合较好。     

Semi‐active control for eccentric structures with MR damper based on hybrid intelligent algorithm

In this paper, an application of the hybrid intelligent control algorithm to semi‐active control of the magnetorheological (MR) damper is presented for engineering structures. The control signal is optimized directly by the µGA approach to obtain the numerical relation between the control signal and the system output. This relation is then stored in the weight value of a trained artificial neural network, which can be available for another structure subjected to other seismic inputs. The results of a numerical example indicate that the semi‐active control of the MR damper based on the hybrid algorithm can efficiently reduce the structural responses induced by an earthquake. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

行波激励下MR阻尼器对桥梁地震反应控制效果的研究

本文应用磁流变(MR)阻尼器对桥梁结构在行波激励下的地震反应进行控制。采用子空间模态分析法建立了适合多点不同步地震激励下桥梁振动控制分析的瞬时最优控制算法。以连续刚构桥和大跨度斜拉桥两个具体工程为例,数值仿真分析了行波激励下桥梁地震反应在多种MR控制策略下的控制效果,为MR阻尼器的工程应用提供了理论依据。     

Neural network control for earthquake structural vibration reduction using MRD

Structural safety of building particularly that are intended for exposure to strong earthquake loads are designed and equipped with high technologies of control to ensure as possible as its protection against this brutal load. One of these technologies used in the protection of structures is the semi-active control using a Magneto Rheological Damper device. But this device need an adequate controller with a robust algorithm of current or tension adjustment to operate which is further discussed in the following of this paper. In this study, a neural network controller is proposed to control the MR damper to eliminate vibrations of 3-story scaled structure exposed to Tōhoku 2011 and Boumerdès 2003 earthquakes. The proposed controller is derived from a linear quadratic controller designed to control an MR damper installed in the first floor of the structure. Equipped with a feedback law the proposed control is coupled to a clipped optimal algorithm to adapt the current tension required to the MR damper adjustment. To evaluate the performance control of the proposed design controller, two numerical simulations of the controlled structure and uncontrolled structure are illustrated and compared.     

一致激励下MR阻尼器对桥梁地震反应控制效果的研究

本文应用磁流变(MR)阻尼器对桥梁结构在一致地震激励下的响应进行控制。采用子空间模态分析法建立了适合一致地震激励下桥梁振动控制分析的瞬时最优控制算法。以连续刚构桥和大跨度斜拉桥两个具体工程为例,数值仿真分析了桥梁地震反应在多种MR控制策略下的控制效果,为MR阻尼器的工程应用提供了理论依据。     

基于单片机模糊控制器的AMD主动控制试验研究

模糊控制是结构主动控制的一种很有前途的控制算法。本文针对顶层设置AMD控制装置的5层钢框架模型结构,首先由已有主动控制训练样本提取了模糊规则;其次,将模糊逻辑推理与单片机技术结合起来,开发了单片机模糊控制器。在此基础上,完成了1∶4缩尺的5层钢框架模型结构的AMD模糊控制模拟地震振动台试验研究。试验结果表明:模糊AMD控制可以有效地减小地震作用下模型结构的反应,对顶层位移反应峰值的控制效果达到50%。本文研究成果可为AMD模糊控制走向工程应用提供参考。