基于分级控制的智能预应力结构模型试

针对活载与恒载比值高的情况,提出在斜拉桥中采用随活载变化而变化的智能斜拉索方法,即根据主梁承受的荷载情况,在斜拉索中配置适当的作动系统,通过作动系统实时改变索力大小,从而实现主梁监控点处挠度或应变始终控制在目标范围内。基于分级控制算法,以应变控制为目标,采用数字信号控制系统进行了智能斜拉桥模型在移动荷载作用下的主动控制试验,研究了控制算法中电机转速设置对智能斜拉索系统控制性能的影响,以及在不同荷载移动速度下,控制算法中的死区设置和电机转速设置对智能斜拉索系统控制性能的影响。试验结果表明,通过作动器速度的分级和限位应变范围的分级,可提高系统在快速移动荷载作用下的控制能力,同时又能避免系统在慢速移动荷载作用下的频繁启动,实现了自适应控制的目标。     

无粘结智能预应力简支梁的力学性能研究

针对混凝土简支梁的挠度控制问题,提出了在梁中使用随活载变化而变化的智能预应力方法,即根据梁承受的荷载情况,通过梁端智能锚具的顶升、回缩改变梁中的预应力大小,从而实现梁的挠度始终控制在目标范围内。研究中以一根跨中挠度为控制目标的智能预应力简支梁在移动荷载作用下的力学分析,推导了结构的控制微分方程,并通过数值算例演示了智能预应力梁的工作过程,说明了控制思想的可行性。     

智能复合材料结构的主动振动控制

本文提出应用电流变体(Electro-Rheological Fluids)材料作为复合材料结构振动主动控制的材料,针对含电流变体材料的智能复合材料悬臂梁,进行了振动的主动控制,测试了智能复合材料悬臂梁在外加电场作用下,弹性模量、衰减系数、固有频率等振动特性的变化,同时,针对不同的梁材料,给出了材料变化对梁振动控制的影响.     

复合材料层合板智能结构主动振动控制的边界元法

利用边界元法模拟智能结构的振动控制，推导出具有压电传感器及致动器的复合材料层合板的边界积分方程，应用负速度反馈控制律，研究了复合材料层合板智能结构主动振动控制问题，算例分析证明该方程的正确性。     

压电智能结构有限元动力模型及其振动主动控制的研究

推导了压电智能结构的有限元动力方程;应用模态控制理论对结构振动主动控制的原理和策略进行了讨论,利用两种反馈控制律研究了智能结构振动抑制的问题,最后应用本文方法对一新型2—DOF平面并联压电智能杆机构进行了振动主动控制实验研究,结果表明系统的稳定时间从抑振前的488ms缩短到了抑振后的115ms,验证了本文方法的有效性。     

智能电能表用负荷开关(磁保持继电器)的工艺及质量控制

目前,国家电网投入巨资开展智能电网建设。作为智能电网建设关键环节的智能电能表是由传统电能表逐步发展起来的,它在智能电网中是重要的智能终端。智能电能表的大量使用将会使智能电网的节能、高效、安全的性能得到更充分的体现。由于其多功能性尤其是费控功能,对其负荷开关(磁保持继电器)要求更高。本文重点阐述了智能电能表负荷开关的工艺及质量控制。     

随机参数智能桁架结构振动控制中主动杆的优化配置

该文研究压电智能桁架结构振动主动控制中结构物理参数，作用荷载和控制力同时具有随机性时，压电主动杆的最优配置和增益优化问题，采用智能结构的状态空间模型建立了以最大耗散能准则来基础的目标函数，建立了具有动应力，动位移可靠约束的主动杆的优化配置和增益优化模型，对结构动力响应的数字特征进行了推导，并通过一智能桁架结构的优化配置计算，说明该优化配置模型的合理性和有效性。     

预应力砼连续刚构桥施工的主动控制

本文应用主动控制原理对南宁清川大桥预尖力砼连续刚构桥进行了施工控制研究，包括计算机的仿真分析，施工监测及施工控制等主要内容，工程实践表明，主动控制对此类桥梁施工控制具有实用性与可靠性。     

预应力砼结构裂缝控制及设计方法

本文针对现行《混凝土结构设计规范（GBJ10－89）》对采用高强钢材的预应力砼结构的裂缝控制标准过严的现实问题,提出 了新的、切合实际的裂缝控制标准及其验算建议,并在此基础上介绍了预应力砼结构 的名义拉应力设计方法。     

结构主动控制的实验研究

结构主动控制是结构振动控制的一种最为有效的方式，属土木工程中的高科技领域，目前国内外对结构主动控制理论和算法已有一些研究，其试验研究很少，美国国家Ｂｕｆｆａｌｏ地震工程研究中心Ｔ．Ｔ．Ｓｏｏｎｇ教授进行了世界上第一个结构主动控制试验，本试验是我国第一个结构主动控制试验。本文针对五层钢框架（１：４）模型设计建立了主动质量阻尼（ＡＭＤ）主动控制系统，成功地完成了ＡＭＤ主动控制试验，并对试验结果进行了分     

应用SMA智能阻尼器的结构模糊控制

利用形状记忆合金(SMA)的弹性模量随温度变化的特性和SMA超弹滞回耗能特性,设计提出一种新型SMA智能阻尼器。采用模糊控制器确定SMA智能阻尼器的SMA丝工作组数,从而瞬时准确地确定SMA智能阻尼器的刚度和阻尼的档位,并有效降低受控结构地震反应。利用MATLAB提供的模糊控制工具箱和Simulink模块建立仿真模型,数值分析某三层框架结构在无控、主动控制和模糊控制三种情况下的地震反应。仿真结果表明：在模糊控制情况下框架结构底层位移和加速度反应幅值分别降低了41%和48%,控制效果显著,接近主动控制的效果,从而验证了所设计提出的SMA智能阻尼器及其模糊控制的有效性与可靠性。     

基于形状记忆合金的智能混凝土梁桥设计与试验研究

研究了埋置形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)束的智能预应力空心板及梁桥的变形性能,探索了SMA在实际工程中的应用。提出了一种SMA在实际工程应用的设计方法,测量了SMA通电加热时产生的回复力、SMA的温度以及空心板和梁桥的变形,并试验研究了激励电流强度对SMA回复力产生速度的影响。结果表明:可以通过控制埋置在空心板内的SMA束的温度控制其产生附加预应力的大小,调节混凝土梁和桥的变形,从而提高桥梁结构的承载能力。     

含SMA和PZT二元驱动器的智能复合材料结构形状控制

基于有限元素法求解嵌入SMA和PZT作为联合变形驱动器的板壳型智能结构的变形,采用优化方法将最小化目标变形和实际变形差作为目标函数,确定各个驱动器的驱动电压或控制温度以实现自适应结构的任意变形控制,并考虑到了控制电压和结构温度的限制。算例结果列举了联合控制同单独PZT或SMA控制方式的控制效果对比。      

空间范数在压电柔性结构振动控制中的应用研究

在空间范数定义的基础上,推导出了结构模态空间范数的计算公式。考虑压电柔性结构振动控制中作动器分布对结构建模与控制性能的影响,利用模态空间范数度量各个模态对结构动力响应的贡献,并对结构进行了模态选择与模型降阶。利用所建立的降阶模型,设计了一个对受外部干扰结构进行振动抑制的动态输出反馈;     

一种混合遗传算法在压电智能结构振动控制全局优化设计中的应用

本文针对采用压电作动器／传感器的智能结构,了振动控制中作动器／传动器的配置以及反馈增益的全局优化设计问题。     

主动控制裂纹智能复合构件的有限元分析

从形状记忆合金(SMA ) 的本构关系出发, 利用Taylor 展开进行线性化处理, 获得了线性化的SMA 本构关系式, 在此基础上提出了拟温度载荷法, 并利用这种方法直接应用现有的有限元程序对控制裂纹的SMA 智能复合构件进行了计算与分析。通过计算和实验对比分析, 说明了应用本文中提出的拟温度载荷法模拟SMA 的回复效应是可行的; 同时也表明TiNi 薄带对构件裂纹有很好的控制作用。      

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.