基于灵敏度矩阵特征值的索杆张力结构主动张拉索优选方法

施工时合理选择主动张拉索是控制索杆张力结构预张力偏差的主要措施。以单元的预张力偏差平方和作为评价整体结构预张力偏差的指标,通过对反映单元预张力偏差与索长误差关系的灵敏度矩阵进行谱分解,将该指标表示为索长误差与灵敏度矩阵的特征值和特征向量的解析关系式,理论上解释了选择不同主动张拉索会使灵敏度矩阵特征值发生变化,从而直接影响到对结构预张力偏差的控制效果。由于灵敏度矩阵特征值具有衰减迅速的特点,故采用其一阶特征值和特征向量可有效估计结构的最不利预张力偏差。进一步以灵敏度矩阵的一阶特征值为评价指标,基于遗传算法提出了一种主动张拉索的优选方法。以一实际索杆张力结构为例,进行不同条件下的主动张拉索优选分析,其结果验证了优选方法的有效性。     

振动控制技术的发展及存在问题的探讨

介绍了结构振动控制的概念和目前已有的结构振动控制的方法,即被动控制、主动控制等。介绍了各种控制方法的相关理论。概述了目前国内外结构振动控制的工程应用及发展现状,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。     

三亚海豚湾罩棚斜拉屋盖拉索张拉方案分析

三亚海豚湾罩棚斜拉结构拉索数量较多,存在多余拉索。多余拉索可能松弛,若将多余拉索作为构造索在结构张拉成形后安装,可满足受力拉索不退出工作的要求。根据受力拉索及主动张拉索数量的不同,共提出9种施工张拉方案。各方案静、动力性能接近,张拉控制力则随着主动张拉索、受力拉索数量的增加而增大。综合建筑效果与结构性能的要求,可选择主动张拉索较少且将多余拉索作为构造索的方案。     

应用主动/被动混合型调频质量阻尼器的振动控制设计

要保证高层建筑结构在动荷载作用下的正常使用，一个价廉而高效的方法是对高层建筑和高耸结构采用振动控制的方法。为此提出了一种主动／被动混合型调频质量阻尼器的振动控制设计方案，计算机仿真控制的结果表明，此方案对减少结构的振动反应具有十分良好的效果。     

FAST主动反射面支承结构总体方案研究

针对国家重大科学工程500m口径球面射电望远镜（FAST）主动反射面的工作特点,提出了整体索网与背架结构共同支承反射面的结构方案,对四边形及多种三角形球面索网网格划分方式进行分析和比较,确定了短程线型网格为优选划分方式;以反射面拟合精度及系统控制最易为综合目标,确定了球面索网的网格尺寸及背架结构最优半径等;对单根控制下拉索和3根控制下拉索两种方案从主动反射面的变位功能、索网结构的力学性能等方面进行了详细对比,确定了采用下端设置促动器的单根控制下拉索,实现反射面基准态的成型和工作态的变位。     

斜拉索风雨振问题探讨

斜拉桥拉索由于其有大柔度、小质量及小阻尼的特性，成为一种极易振动的构件，因此研究大跨度斜拉桥拉索的振动与控制非常重要。概括介绍了斜拉索风雨振的现象及危害，对斜拉索振动的控制方法进行了总结。指出控制措施正由被动逐渐向主动、半主动方向发展。磁流变阻尼器的成功应用就是这一进展的标志。     

结构主动控制的研究与应用

科学技术的发展以及工作环境变得复杂恶劣对结构与产品的动态性能要求越来越高,传统的被动控制技术难以满足现如今应用的要求,迫使人们进一步寻求新的振动控制途径。作为振动工程领域的一个重要分支,振动控制按对振动控制机理的不同可分为被动控制和主动控制两大类。但是,结构主动控制具有控制效果好、适应性强和目标选择灵活的优点,受到了国内外大批科研人员的重视。本文就将振动主动控制在一些领域的发展现状、振动主动控制在各个领域的应用和主动控制的发展趋势进行阐述。     

大跨斜拉桥拉索频率识别的环境变异性研究

为了研究大跨斜拉桥拉索振动频率的环境时变特征,本文对苏通大桥斜拉桥的拉索振动响应进行了模态频率识别,并详细地考察了日常运营条件下实测模态频率的环境变异性。分析结果表明,温度的变化对斜拉桥拉索各阶振动频率的影响很小,相反,交通荷载与拉索实测模态频率存在较为明显的相关关系,即拉索各阶振动频率基本随车流量增大而线性增大。在此基础上,本文建立了基于模糊模式识别的拉索异常状态预警方法,实现了对拉索振动频率异常的在线监测与预警。     

斜拉桥拉索的振动控制

基于对拉索风致振动机理的认识,提出了一系列相应的振动控制方法,主要分为空气动力学措施和机械措施。前者主要通过改变拉索的断面形状,使其空气动力学性能得到改善;后者通过在拉索上附加阻尼器或辅助索等机械(结构)装置,增加拉索的阻尼或形成有干扰效应的索组,达到减小振动的目的。     

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     

A novel fault ride-through technique for grid-connected Photo Voltaic energy systems

In this article, a novel fault ride-through technique has been implanted with a double control loop method. This method is implemented with voltage-source converters, where the active and reactive power could be easily done with the voltage control loop and inherent current control loop. The proposed system has been implemented to grid-connected photovoltaic systems, and the results have been explored and compared with the existing techniques. An additional control strategy is implemented successfully for satisfactory performance of the system during low irradiance periods, and the system is made capable to provide Q-support to the grid according to the system operators request with the help of Q-set point.     

结构半主动变刚度控制的研究

尽管已有的研究证明传统的变刚度控制系统可以有效地抑制结构在地震激励下动力响应,但是现有的变刚度装置仅能在很小的范围内改变结构的周期,而且也不利于抑制结构的加速度反应。为了克服这一局限性,本文提出了一种新型的半主动变刚度(ISAVS)控制系统,兼具基础隔震和传统变刚度控制的优点。基于作者提出的离复位控制策略,本文针对ISAVS系统进行了地震作用下的数值模拟,验证了它的可行性和有效性。     

基于主动控制的并联基础隔震体系隔震层参数优选

提出了一种基于主动控制算法优选双线性并联基础隔震体系隔震层参数的方法。该方法是把并联基础隔震体系隔震层替换为主动控制作动器和只具有纯刚度的橡胶垫,利用主动控制算法——线性二次型经典最优控制算法计算主动最优控制力,求出受控结构隔震层处的层间刚度和层间阻尼比;并使并联基础隔震体系隔震层的等效刚度和等效阻尼比在数值上与之对应相等,利用双线性滞回曲线模型即可推导出隔震层的2个参数（回复刚度和屈服剪力系数）。为了验证该方法,对一工程实例进行了仿真分析,结果表明,该方法是可行的。     

三类结构抗震控制措施控制效果的比较与分析

本文对结构抗震控制的主动控制、被动控制和半主动控制等三类控制措施的控制效果进行了比较与分析。文中以瞬时最优控制算法为基础 ,推导了分别安装有三类结构抗震控制措施的结构的运动方程 ,得到了三类结构抗震控制措施在时域内的控制算法和控制律 ,并依据等效最优控制算法对不同控制参数进行了优化设计。通过对一受El Centro波激励的 36层高层建筑结构实施三类抗震控制的数值仿真分析 ,比较了三类结构抗震控制措施的控制效果 ,结果表明主动控制效果最好 ,半主动控制效果次之 ,而被动控制效果最差 ;半主动控制的控制效果虽比主动控制差一些 ,但其不需外界能源 ,控制可靠性高 ,易于在工程中实现。由此可得出结论 ,半主动控制极具发展前途 ,可在工程中推广应用     

基于LQR算法的巨-子型有控结构的主动控制研究

基于线性二次型(LQR)性能指标极小的最优控制设计,对巨-子型有控结构在随机风载激励下的主动控制响应特性进行了时程分析研究,推导并建立其控制方程,讨论了主动控制下控制参数的变化和时滞对结构响应的控制效果、控制力及动力特性的影响规律。研究表明:该新型结构采用主动控制后能获得很好的控制效果,权矩阵的选取对结构的响应非常重要,时滞会降低结构的主动控制效果。     

软土地区基坑工程变形控制方法及工程应用

基坑变形控制是软土地区基坑工程的核心内容,不仅与自身工程安全密切相关,更涉及到对周边环境的影响.随着城市地上、地下各类建(构)筑物越来越密集,基坑工程施工产生的变形对环境影响的控制愈加成为基坑工程的焦点问题.首先,从基坑施工全过程控制的视角,分析了基坑施工全过程各阶段的变形特征、机理以及对环境的影响.进而,将基坑变形及...     

巨型框架多功能减振结构脉动风振反应的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,导出了修正Riccati方程。由此利用磁流体阻尼器,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,表明该结构体系的半主动控制比被动控制能更显著地减小主、次框架的振动加速度,能更有效地降低主框架的振动位移。     

巨型框架减振结构脉动风振的线性最优半主动控制

本文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,导出了修正Riccati方程。由此利用磁流体阻尼器,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,表明该结构体系的半主动控制比被动控制能更显著地减小主、次框架的振动加速度,能更有效地降低主框架的振动位移。     

结构主动多重调谐质量阻尼器(AMTMD)的控制策略

本文提出了一种新控制策略———主动多重调谐质量阻尼器 (AMTMD)。AMTMD控制系统频率呈线性分布。AMTMD中的MTMD保持相同的刚度和阻尼系数但质量变化。基于TMD的工作原理对AMTMD定义了主动控制力构成即保持相同的位移和速度反馈增益系数但变化加速度反馈增益系数。基于结构的广义振型模型 ,导出了设置AMTMD时结构的动力放大系数 (DMF) ,于是AMTMD的优化准则可定义为结构最大动力放大系数最小值的最小化 (Min Min Max DMF)。通过最优搜寻 ,研究了反映AMTMD有效性和鲁棒性的参数。这些参数包括 :频率间隔、平均阻尼比、调谐频率比、总数、质量比和标准化加速度反馈增益系数。为了比较 ,同时考虑了多重调谐质量阻尼器 (MTMD)和主动调谐质量阻尼器 (ATMD)。     

On the efficiency of semi‐active smart structures: self‐regulating MR dampers control system for tall buildings

Many severe dynamical loadings such as earthquakes and strong winds may subject to structural systems during their lifetime and lead to changes in structural characteristics. Hence, employing an adaptive control strategy that can deal with these alterations compound with design of the structural elements would undoubtedly be the most effective alternative design for the old‐fashioned design methods, which are relatively inefficient in response to these unforeseen conditions. In the current study, benefits of employing the modern control systems for design of tall buildings in comparison with the uncontrolled traditionally designed structures are thoroughly investigated. To contract the vibrational responses due to seismic excitations, the innovative direct‐modulating semi‐active controller is designed for magneto‐rheological dampers, which are installed in an 11‐storey sample building converting it to a smart structure. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.