工程结构振动半主动控制发展现状与前景

结构振动控制是一种全新的、积极主动的结构设计对策,半主动控制系统具有所需外加能源小、装置简单、稳定性好、减震效果接近主动控制的特点,近年来受到国内外普遍关注,并取得了较大的研究进展,但仍存在明显的不足之处。首先综述了半主动控制装置的理论研究、装置开发,并分析了各自的特点,最后展望了半主动控制技术的发展方向。     

桥梁结构振动控制发展综述

综述了桥梁结构振动控制领域的理论研究及应用的发展现状，阐述了桥梁结构的被动控制装置、主动控制装置、半主动控制装置、混合控制装置以及控制装置的试验与应用，并介绍了传统控制算法及智能控制算法及其使用情况，最后对桥梁结构振动控制的发展趋势提出几点看法。     

基于能量回收的土木工程结构振动控制

为了解决土木工程结构振动的主动和半主动控制技术对外界电源过分依赖的问题,系统回顾了基于能量回收与利用的各种结构振动控制系统。在此基础上,提出了一种自供电磁流变阻尼器减振系统,实现了振动控制的自供电与传感;指出了该系统的应用前景、亟待解决的问题和进一步的研究方向。研究结果表明：该系统既可以作为具有自适应特征的被动控制装置,也可以设计为半主动控制系统,同时该系统还可以和其他结构控制系统组合使用。     

基于MR-TMD的煤制气厂厂房半主动控制研究

提出了一种在TMD质量块上安装磁流变阻尼器的新型半主动MR-TMD控制装置,采用半主动控制算法,仿真分析了质量块在矩形波激励作用下,半主动MR-TMD控制系统对结构振动控制的可行性和有效性,并比较了半主动MR-TMD控制与被动TMD控制、主动AMD控制对同一模型结构的控制效果.仿真结果表明,半主动MR-TMD控制的减振性能优于被动的TMD控制和主动的AMD控制.     

结构振动控制的应用及若干问题

介绍了结构振动控制的方法，即被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制，以及相应的控制理论概要；概述了目前国内外结构振动控制的工程应用及发展现状，得出迄今结构振动控制的研究和工程应用仍主要为被动控制，作为一门新兴的具有广阔应用前景的学科，提出了结构振动控制今后有待进一步研究的课题，指出了目前我国结构振动控制应用中所面临的若干问题。     

汽车悬架最优控制的研究及结果分析

针对1／4车辆模型，应用最优控制理论设计了主动悬架控制系统、半主动悬架控制系统，并通过计算机仿真对系统的控制性能进行了研究，对仿真结果进行了分析比较。结果表明，在模拟仿真及实际控制过程中，采取主动控制及半主动控制时应分别选取加权矩阵，以保证获得较好的减振效果，且半主动悬架同样有较好的减振效果，具有广泛的应用前景。     

高架桥结构参数对基于MR阻尼器半主动控制的影响

在地震作用下,高架桥由于其结构特点会产生大幅地震振动,而半主动控制能够有效地控制结构的大幅地震振动.半主动控制一般以被动控制为主体,仅需少量能量用以改变被动控制系统的参数或切换工作状态,以适应系统对最优状态的跟踪.半主动控制往往是针对既有工程结构,所以只能在控制装置和算法上进行改进以达到对既有工程结构的最优控制.为了充分发挥半主动控制的能力,可以考虑从结构设计上进一步提高半主动控制效果.根据高架桥的结构特点,建立了高架桥-MR阻尼器体系的简化模型.在EL-Centro、Taft和Kobe地震波作用下,使用MR阻尼器中修正的宾汉姆模型和剪切型最优控制(Clipped-optimal control)算法对高架桥的半主动地震响应控制进行了研究,分析了结构参数对基于MR阻尼器半主动控制效果的影响.     

基于 RDRNN 的变阻尼半主动结构控制遗传算法

提出了基于ＲＤＲＮＮ的变阻尼半主动结构控制遗传算法应用多输入多输出动态递归神经网络模型ＲＤＲＮＮ预测结构的响应并利用遗传控制算法进行变阻尼控制力寻优，实现了结构振动的变阻尼半主动最优控制。ＲＤＲＮＮ模型针对结构控制中结构状态变量、控制变量和外界荷载对结构的响应有不同的影响，采用分支输入递归处理，不但结构响应预测，精度好，而且神经网络的训练效率也高；基于ＲＤＲＮＮ给出的预测结果，遗传控制算法直接在控     

巨型减振框架结构地震反应线性最优半主动控制

根据线性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,导出修正Riccati方程,由此利用磁流体阻尼器,对巨型减振框架结构的地震反应进行了半主动控制,表明该结构体系的半主动控制能显著地降低主框架的振动位移,能有效地降低主、次框架的振动加速度．     

基于MMBC的网壳结构振动控制

多市场竞争机制控制策略(Multi-Market Based Control,简称MMBC)是一种分散控制算法。文章利用有限单元法,在MATLAB工作环境中建立某空间网壳结构的有限元模型,以磁流变阻尼器为半主动出力装置,结合MMBC控制策略和半主动控制率,实现空间网壳结构在地震作用下的结构半主动控制,分析比较了无控与控制状态下结构的振动响应。结果表明,多市场竞争机制策略可以有效应用于空间结构的振动控制中,具有良好的减振控制效果。     

多层框架结构平移-扭转耦联响应的智能隔震控制

采用一类压电材料控制器，首次对建筑结构平移一扭转耦联振动主动控制进行了探索。将压电控制器分两组设置在结构底层柱下端，建立了基于线性二次型Gauss控制理论的主动控制方法，对随机地震激励下的结构振动进行了隔离。计算实例分析结果表明：应用该方法，框架结构的平移振动和扭转振动均得到有效控制，隔震效果理想，实用性好。     

主动施加时滞的振动控制

研究了主动引入时滞的结构振动输出反馈控制方法.该方法能有效地解决结构振动非对位控制中常易出现的控制失稳问题,并取得较好的振动控制效果.通过悬臂梁结构振动控制算例深入分析了该方法的有效性.     

水平组合结构体系的变刚度控制

实际工程中,组合结构体系应用广泛,为此本文对在水平结构组合体系的子结构之间安装可变刚度系统,为刚度吸能释能控制律,进行了分析。分析表明,采用这种变刚度半主要控制,能够使组合体系在地震作用下的动力反应得到有效的控制。     

基于MR—TMD的煤制气厂厂房半主动控制研究

提出了一种在TMD质量块上安装磁流变阻尼器的新型半主动MR—TMD控制装置,采用半主动控制算法,仿真分析了质量块在矩形波激励作用下,半主动MR—TMD控制系统对结构振动控制的可行性和有效性,并比较了半主动MR—TMD控制与被动TMD控制、主动AMD控制对同一模型结构的控制效果．仿真结果表明,半主动MR—TMD控制的减振性能优于被动的TMD控制和主动的AMD控制．     

考虑控制延时的AMD对偏心结构离散变结构控制

为研究考虑控制延时影响的AMD-偏心结构体系地震反应的主动控制问题,建立了AMD-偏心结构体系的力学模型及连续运动状态方程,并将其离散化成标准离散状态方程形式;讨论了离散变结构控制器的设计方法,包括准滑动模态的定义,切换平面的选择及离散趋近率的构成;数值仿真结果表明,该控制方法不仅能有效抑制结构的两个正交方向及扭转方向的地震位移反应,而且在控制延时存在的情况下,仍能保证系统的减震性能和稳定性．     

飞行器变结构姿态控制的研究

本文针地飞行器姿态控制中存在的子系统之间的动态耦合问题，给出了一种自适应变结构控制律。并对于变结构控制中存在的模态颤振问题提出了一种具体解决方法。理论分析和仿真研究表明此控制律具有姿态跟踪精度高，实时计算量小，便于工程实现等优点。     

跨层变刚度半主动结构振动控制

提出了跨层变刚度半主动结构振动控制的方法,阐述了其结构振动控制原理,推导了受控结构的系统方程,最后列举了建筑结构抗震抗风控制的仿真分析结果。     

Active vibration control for mechanical system

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