半主动预测控制系统的时滞与补偿

建立了一种基于磁流体阻尼器的半主动预测控制策略,该方法基于结构预测模型,根据当前结构状态预测其未来输出,通过优化反映受控对象性能的指标,实现最优控制,并在系统内部自动进行时滞补偿。以一装有2个磁流体阻尼器的5层框架结构为例,分析了不同地震作用下时滞与补偿对控制系统性能的影响,即使滞后时间达到1．0s～2．0s,该系统仍...     

Theoretical and experimental study on seismic response control on top of Three-Gorges ship lift towers using magnetorheological intelligent isolation system and its key technique

A vertical ship lift under earthquake excitation may suffer from a whipping effect due to the sudden change of building lateral stiffness at the top of the ship lift towers. This paper proposes a roof magnetorheological (MR) intelligent isolation system to prevent the seismic whipping effect on machinery structures. Theoretically, the dynamic models of MR damper and the mechanical model of ship lift was established, the inverse neural network controlling algorithm was proposed and the fundamental semi-active control equation for the Three-Gorges ship lift where the MR intelligent isolation system was installed was deduced. Experimentally, the experimental model of the ship lift was given, the vibrating table experiment of the MR intelligent isolation system controlling the whipping effect was carried out and the results of the inverse neural network control strategy and passive isolation strategy were compared. In practical aspect, the large-scale MR damper (500 kN) and a sliding support with limited stiffness were designed and fabricated. It was proven that the MR intelligent isolation system with proper control strategy can greatly reduce the seismic whipping effect on the top workshop of the ship lift and be simple and effective enough to be applied to real engineering structures.     

磁流变阻尼器动力学模型及其应用

介绍了磁流变体的特点和磁流变器件在国外研究和发展状况，并讨论了磁流变阻尼器在火炮反后坐装置上的应用。从材料流变特性和动力学、机械学、电磁学的角度出发，建立了磁流阻尼器的动力学模型，应用该模型可由磁流变阻尼器设计参数得到其动力学特性曲线。     

应用于结构控制的磁流变材料与装置

作为一种重要的智能材料 ,磁流变液用作控制系统的执行元件体现出其反应快、出力大、能耗低、结构简单、成本低廉的优越性 ,能够满足不同结构型式的减震抗风要求。本文在总结国内外磁流变材料和装置发展历史和现状的基础上 ,对应用在土木结构减振控制领域的磁流变液的研制、机理、模型以及磁流变阻尼器的设计、加工等若干关键性问题进行了总结和探讨 ,对在土木工程领域应用磁流变阻尼器等智能材料装置所涉及的基本设计方法进行了探讨     

改进遗传算法在MRFD半主动控制系统优化配置中的应用

为了解决磁流变阻尼器(Magnetorheological Fluid Damper,简称MRFD)控制装置在建筑结构上的优化配置问题,提出了一种改进遗传算法。该方法在进行遗传操作时,为了避免因采用普通遗传算法中的交叉和基本变异操作而产生违反约束条件的个体,应用了一种改进的交叉和变异方法,即通过产生的识别码进行判断交叉,并采用了双基因座变异,以满足约束条件。对改进遗传算法与普通遗传算法中处理约束问题的罚函数方法进行了分析比较和计算,结果表明:改进遗传算法的收敛速度快,优化配置的效果较好。     

基于LQG/LTR的磁流变阻尼器半主动控制律

针对由LQG(LinearQuadraticGaussian)控制器设计的MR阻尼器半主动控制律鲁棒性差的问题,采用LQG/LTR(LinearQuadraticGaussian/LoopTransferRecovery)方法,使LQG闭环系统控制力返回比尽量逼近对应的LQR(LinearQuadraticRegulator)闭环系统的控制力返回比,得到具有改善鲁棒性的LQG控制器,然后按照某种规则设计磁流变(Magnetorheological:MR)阻尼器半主动控制律。最后对三层被控框架结构进行地震响应分析,数值结果表明由LQG/LTR得到的半主动控制律控制性能相比于由LQG得到的半主动控制律具有较好的鲁棒性和稳定性,并达到了LQR半主动控制律的控制水平。     

磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型

为研究磁流变阻尼器（MRD）在拟静态作用下的力学性能，制作了一个四线圈剪切阀式MRD，在不同电流和不同位移幅值下采用三角位移加载制度对MRD进行了拟静态试验，研究了MRD的力学性能随电流和位移幅值的变化规律，分析了阻尼力波动现象产生的原因；根据试验结果提出了一种拟静态作用下修正的力学模型，对模型参数进行了识别，对力学模型进行了验证。结果表明：所用阻尼器在拟静态试验过程中阻尼力波动现象显著，无电流时阻尼力随着位移幅值增加而略微减小，有电流时阻尼力随着位移幅值增加而稍微增大；阻尼力随电流的增大明显增大，当电流超过1.5 A时，MRD达到磁饱和状态，阻尼力增幅明显降低；提出的力学模型能够较好地描述拟静力下阻尼力随电流和位移的改变而产生的变化特性。     

回转叶片式磁流变减振器阻尼特性分析

介绍了回转叶片式磁流变减振器的结构和工作原理,基于平板模型得出了其阻尼力和阻尼可调系数的计算公式.对自行研制的回转叶片式磁流变减振器的阻尼可调系数与阻尼孔内流速的关系等进行了理论分析．通过深入分析该型减振器的阻尼特性,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础．     

磁流变抛光工艺参数优化研究

利用正交试验法均衡搭配各个工艺参数,减少试验次数,分析了各个工艺参数对单项工艺指标的影响规律。采用灰色相关理论,重点解决了磁流变抛光多工艺指标的工艺参数优化这一难点问题,简化了优化过程,得到了工艺参数优化组合方案,并进行了试验验证。     

磁流变阻尼器PWM快速控制

提出了磁流变阻尼器的PWM快速控制方法，研制出了用于汽车磁流变阻尼器的电流驱动器，经实验测试，该驱动器响应速度快，输出电流可在0．1－5A范围内调节，相对误差不大于2．67％，非线性误差不大2．18％。