基于结构图的建筑结构振动控制系统建模与仿真

结构图可以看成是结构原理图与微分方程两者的结合,它可以形象地把控制系统各个环节区分开来,以便于研究各环节参数对系统的影响,既补充了原理图所缺少的定量描述,又避免了纯数学的抽象运算.本文针对建筑结构振动控制系统详细介绍了基于结构图的建模方法,结合一个具体算例构建其结构图并进行仿真分析,体现了该方法的简便性;采用经典的Ne...     

地震模拟振动台子结构混合试验方法

为了克服地震模拟振动台对试验结构尺寸和质量的限制,并降低试验费用,将子结构试验技术应用于振动台试验,并提出了新型的振动台子结构混合试验方法.介绍了振动台子结构试验的基本原理,分析了2种实时加载方式和加栽的具体过程,探讨了振动台子结构试验数值积分算法的特点,并结合算例分析了数值积分算法的稳定性和试验的可行性.数值仿真结果表明:当数值积分步长足够小、试验控制系统的滞后不大时,振动台子结构试验的结果能够很好地与全结构试验的结果相吻合.     

基于结构图的阻尼连体结构地震响应建模与仿真

结构图又称方框图,是控制理论进行控制系统分析的一种常用数学模型.针对阻尼连体结构振动控制系统详细介绍基于结构图的建模方法,探讨了求解该类结构动力特性的具体步骤.结合具体算例构建其结构图,进行基于Simulink的地震响应分析,体现了该方法的简便性.最后采用经典的New-mark-β数值算法,对基于结构图的仿真结果进行了验证,说明本文给定方法的正确性.     

桥梁损伤识别的实用模型修正方法研究

对面向损伤识别的桥梁结构模型修正实用方法进行了研究。提出了基于振动特性测量的三步模型修正策略和综合利用通用有限元程序ANSYS的优化功能进行模型修正的方法。为了缩减待修正的参数,根据计算目标函数对每个单元参数的敏感性,进行子结构划分,通过对子结构参数的修正进行结构损伤的大致定位,然后对确定为损伤的子结构的每个单元进行参数修正,进行结构的损伤定量识别和状态评估。修正算法的优化方法采用ANSYS一阶优化方法和随机搜索方法,敏感性分析和模型修正完全基于ANSYS软件进行,较适合于实际工程的应用。为了说明方法的可行性,以某一实际三跨预应力钢筋混凝土连续箱梁桥为仿真算例,以结构模型的单元刚度衰减来模拟损伤,进行损伤识别,达到了较好的效果。     

建筑结构滑模控制的模糊趋近律方法

抖振问题,是滑模控制方法应用于土木工程结构振动控制中的突出障碍.为了能较好地解决滑模控制的抖振问题,结合滑模控制和模糊控制的优点,采用了一种模糊趋近律的滑模控制方法,对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.以一个多层剪切型建筑结构模型为例,来验证所提控制方法的有效性.算例数值分析结果表明,所提出的滑模控制方法,控制效果明显,能有效地减小结构的地震峰值响应,且控制系统的抖振很小.     

基于环境振动测试的润扬桥塔模型修正

桥塔是决定大跨度桥梁结构动力特性的重要部分之一,系统而深入地认识桥塔的动力特性是十分重要的。本文采用环境激励振动测试的方法对润扬桥塔的振动特性进行了测试,识别了其重要的模态参数。为了更深入地了解桥塔的力学性质,建立了桥塔的空间结构模型,依据最小秩方法(MROU),对结构模型进行了修正,识别出桥塔中重要的力学参数。修正后的模型为进一步模拟仿真分析大型桥塔在恶劣环境下的动态响应提供基础。     

双塔柔性连体结构地震响应等效试验电路设计与实现

针对一非对称阻尼耗能双塔连体结构,建立了对应的动力分析模型和振动方程,推导出该结构体系的传递函数矩阵,并对所获得的传递函数进行基于动力特性相同原则的等效降阶处理,得到该结构体系在‘THBCC-1型信号与自动控制试验台’上进行试验分析的等效电路图。分别采用试验电路模拟和数值仿真两种方法对该连体结构进行天然地震荷载EL-Centro1940波作用下的地震响应研究,研究结果表明:等效模拟试验电路模型和原系统具有较好的相似性,两种分析方法所获得地震响应的结果非常的接近,说明了本文所提方法分析连体结构地震响应的有效性。     

高层连体结构地震响应的试验电路设计与仿真

针对一非对称双塔连体结构,建立了对应的动力分析模型、振动方程和状态空间表达式,推导出该结构体系的传递函数矩阵,并对所获得的传递函数进行基于动力特性相同原则的等效降阶处理,得到该结构体系在‘THBBC-1型信号与自动控制试验台’上进行试验分析的等效电路图;分别采用试验电路模拟和数值仿真两种方法对该连体结构进行天然地震载荷EL-Centro1940波作用下的地震响应研究。研究结果表明:等效模拟试验电路模型和原系统具有较好的相似性,两种分析方法所获得地震响应的结果非常接近,说明本文所提方法分析连体结构地震响应的有效性。     

大型结构模态参数识别研究

针对大型结构实际模态识别中存在难以准确对系统定阶和产生虚假模态等问题,提出了采用奇异熵导数结合稳定图技术进行子结构系统定阶并去除虚假模态的方法.以某简支梁结构为例,采用MATLAB软件仿真模拟振动测试和信息采集,进行数据处理分析.结果表明:奇异熵导数对信号信噪比的变化反应非常敏感,能够根据其零值点位置准确确定降噪的合理阶次;频率稳定图技术能够有效去除虚假模态,对子结构进行系统定阶,并有助于子结构之间进行模态阶次匹配,以获得准确的整体结构模态参数.     

基于ADAMS与Simulink的六自由度摇摆台系统联合仿真研究

采用并联Stewart结构的六轴摇摆台,由于结构形式复杂,给动力学的解算及最优控制带来困难.基于ADAMS建立动力学仿真模型,通过Simulink建立控制系统数学模型,实现机械/控制系统的联合仿真.仿真计算电动缸的推力,并且对采用关节空间PD控制下的六轴摇摆台系统仿真模型进行给定工况的仿真计算,结果显示轨迹跟踪效果良好...     

MATLAB仿真方法及其在建筑结构风振控制中的应用

从建筑结构控制理论出发，建立了混合控制系统的数学模型及标准状态方程，进而应用IVIATLAB语言中SIMULINK仿真分析方法，得到了系统仿真分析框图，进一步形成了风振作用下的模拟随机荷载，并通过设置系统参数进行了有效的调试。在上述研究的基础上，对仿真分析的结果进行了分析处理。本工作体现了SIMULINK仿真分析方法在建筑结构风振控制中的应用方面存在诸多优势。     

大连市某高层建筑风振和地震反应的主动质量阻尼(AMD)控制分析与设计

本文以大连市某大型高层钢筋混凝土结构为背景,进行了高层建筑结构抗风抗震的AMD主动控制分析和方案设计。首先,根据实际工程数据建立了结构动力分析的计算模型,编制了风荷载随机抽样程序,给出了用于分析的典型风荷载和地震波动荷载样本。其次,进行了脉动风荷载作用下AMD控制系统物理参数和控制算法软参数的优化分析,得到了AMD子系统的最优质量、刚度和阻尼等物理参数。然后,在AMD子系统取得最优参数的情况下,进行了结构脉动风荷载作用下和常遇地震作用下AMD主动控制的反应分析;计算结果表明,采用AMD主动控制系统可以使结构的风振加速度控制效果达40％以上,大幅度提高规范要求的风振舒适度,对常遇地震作用下位移反应的控制效果也可以达到40％左右。最后,仿真分析了AMD控制结构平动-扭转耦联振动的控制效果。此外,本文还给出了实际工程结构进行AMD主动控制设计的一般性步骤,可供类似高层建筑结构进行AMD主动控制分析和设计时参考。     

某高耸结构TMD风振控制研究

针对某高耸结构进行了脉动风荷载模拟并分析了该结构风振响应的TMD控制。用Sap2000建立模型,根据顶点位移控制率进行TMD参数优选,结果表明最优参数TMD对该结构风振响应控制效果很好,为以后同类结构的设计积累了经验。     

电厂锅炉构架被动控制方法研究

火电锅炉抗震是生命线地震系统工程的重要内容。对于悬吊锅炉,承重能力主要由锅炉构架承担。目前对锅炉构架分析和设计仍然采用平面模型,对锅炉构架的被动控制研究更是几乎没有涉及。采用大型有限元分析软件ANSYS和被动控制技术对锅炉构架体系进行三维抗震性能分析,并对其进行改造。改造的目标主要集中在导向装置,设计了摩擦型和粘滞型两种新型导向装置,并针对旧炉改造和新炉建造分别设计了三种方案;通过数值分析,探讨了刚度以及阻尼等对新型导向装置控制效果的影响,结果表明新型导向装置控制效果明显,而且粘滞型导向装置优于摩擦型导向装置。     

双向水平地震激励下结构隔震控制分析

通过数值模拟研究了地震作用下结构隔震控制研究。根据实际工程,利用国际通用软件SAP2000建立了结构三维有限元模型,对结构隔震前后进行了动力特性的分析,得到了结构的前六阶频率;根据I、II和III类场地,选取了3条典型的地震波;介绍了隔震支座的参数选取和有限元模拟;运用时程分析方法,分别研究了不同地震作用下结构有无隔震的控制反应。     

新型连体结构控制体系的减震性能研究

针对刚性连体结构的振动控制改善问题,提出一种新型连体结构控制体系,推导该体系的振动微分方程及随机响应的拓展状态方程,并通过对减震层位置及减震参数的研究,证实了新型连体控制体系的良好减震性能。分析表明：新型连体结构控制体系的两自由度简化模型所得最优参数偏大,建议采用多自由度模型优化值;减震层刚度在较大的分布范围内对减震效果影响显著,但数值过大对结构减震不利,而减震层阻尼参数对改善减震性能贡献也较大,且存在最优值;减震层位置对结构的响应抑制影响显著,当设置在低层时效果更佳;为防止层间位移过大,建议保留一定的减震层刚度值。     

地震作用下某高层结构MTMD减震控制研究

通过数值模拟研究了地震作用下高层结构多个调谐质量阻尼器(MTMD)减震控制。根据实际工程,利用国际通用软件ETABS建立了结构三维有限元模型,进行了动力特性的分析,得到了结构的前几阶频率;根据不同场地类型,选取了4条典型的地震波;研究了调谐质量阻尼器(TMD)的参数选取和有限元的模拟;运用时程分析方法,分别研究了不同地震作用下高层结构有无控制下的反应。研究结果表明,MTMD对高层结构的减震控制效果明显,场地类型对减震控制效果有一定的影响。所获得的结果为高层结构减震控制设计提供参考和依据。     

连体结构控制体系等效最优控制

建立了连体多结构控制体系的状态方程和控制力表达式 ,连接体结构作为附加质点以考虑连接体结构质量的影响 ,并根据等效最优控制理论对控制器参数进行优化分析。算例表明 ,控制效果良好。     

悬挂结构层间减震控制系统试验及分析

本文介绍了悬挂结构层间减震控制系统的模拟地震振动台试验及理论分析，并通过与普通结构、悬挂结构的比较，阐明了悬挂结构层间减震控制系统具有明显的减震效果。