变刚度半主动结构振动控制

变刚度半主动控制是通过改变结构的刚度来减小结构的振动反应。本文提出了变刚度半主动控制系统及其理论,并研制了该系统,成功地实现了变刚度半主动控制振动台试验。试验与分析表明,所提出和研制的半主动控制系统能够有效地减小结构的振动反应。该系统可实现全部硬件化、构造简单、造价低、健壮性好、鲁棒性好,具有很大的应用前景。     

基于预测算法的结构振动半主动控制

根据离散时间状态下的Newmark时域积分方法预测结构响应值,通过在一定范围内寻找适当的控制力参数使目标函数最优,达到对结构振动响应的预测控制。对地震波作用下配置磁流变阻尼器的的两层框架结构进行数值分析,讨论控制策略中有关参数变化对振动抑制效果的影响。分析结果表明基于Newmark-β预测算法的结构振动响应半主动控制优于基于全局最优解的经典反馈控制系统,控制效果明显、鲁棒性好。     

浅谈建筑结构的隔震、减振和振动控制

伴随我国经济的飞速发展,建筑业有了很大发展,人们对建筑物安全性、耐久性与适用性的要求不断提高。我国地域广阔、地震灾害发生范围较广,加上近年来地壳活动异常活跃,地震频发,就建筑结构隔震、减振和振动控制的研究也活跃起来。本文在参考了多个文献资料后,对建筑隔震、减振和振动控制的原理等进行了分析,并在讲述中穿插应注意的事项,希望能为以后建筑结构的设计提供理论借鉴,减少自然灾害对人们生命、财产安全的威胁。     

大跨桥梁风致振动的半主动控制

根据桥梁风振效应，初步建立了大跨桥梁风振控制的安全性目标和使用性目标。并针对大跨桥梁风致振动的特点，考虑桥梁风振的参数不确定性，提出了桥梁风振半主动控制的概念，设计了一种新型的可调频率的半主动调质阻尼器，建立了相应的分析方法。以国内一座悬索桥为例，分析了半主动调阻尼器对其风致振动的控制。结果表明，所设计的半主动调质阻尼器用于控制桥梁的风致振动有很好的鲁棒性和控制效果。     

组合隔震结构的振动控制研究

提出了一种新的混合振动控制体系———组合隔震结构振动控制体系,推导了其振动及控制方程,并研究了其振动控制性能。研究结果表明:组合隔振结构振动控制体系能对结构地震响应进行有效控制。     

隔震独桩平台地震反应的半主动磁流变阻尼器控制研究

提出了一种具有隔震构造的独桩平台型式，并采用半主动磁流变阻尼器对其地震反应进行控制。数值计算结果表明，半主动磁流变阻尼器可以有效地控制隔震独桩平台在地震作用下的位移反应。     

基础隔震结构扭转振动反应分析

本文分析了地震作用下,基础隔震结构平动扭转耦连振动反应,讨论了隔震层水平刚度,扭转刚度与结构固有周期的关系,计算了基础隔震结构的地震扭转反应,结果表明：结隔层水平刚度减小,周期变工时,平均卓越型固有振动型的周期接近无偏心时的平动一次周期,对存在的扭转变形的基础隔震结构来说,通过减少隔震层的刚度偏心,可以抑制整个结构的扭转变形比。     

柔性桩隔震消能体系的振动控制研究

提出了柔性桩隔震消能主动控制体系,建立了体系的动力分析模型,推导了其振动和控制方程。以一典型的柔性桩隔震消能结构为例,分析研究了其隔震性能及控制效果以及各主要参数对控制效果的影响。研究结果表明:柔性桩隔震消能体系能有效减小结构的地震力响应;对柔性桩消能隔震体系施加主动控制,可以有效降低桩顶与套管壁之间碰撞的可能性,同时,结构上部竖向荷载、上部结构刚度及桩长等对结构的控制效果有显著的影响。     

毗邻结构变刚度变阻尼半主动控制

应用李亚普诺夫理论设计了变刚度变阻尼的半主动控制律；建立了带可控阻尼器的毗邻结构半主动控制的理论算法；基于本文理论与方法对毗邻结构半主动控制进行了控制模拟分析，计算机仿真结果表明：这种半主动控制体系对毗邻结构的各子结构具有较好的减震效果。     

非线性阻尼变刚度半主动结构振动控制

提出了具有非线性阻尼器的可变刚度系统及其半主动振动控制理论与方法，通过对５层钢框架试验模型的仿真计算，分析了非线性阻尼变化对结构振动响应的影响。分析结果表明：所提出的半主动控制系统能够有效地减小结构的振动反应。     

建筑结构的隔震、减振和振动控制

建筑结构隔震技术通过在建筑结构底部或中间楼层设置隔震装置,延长结构的自振周期,并提供适当的阻尼使得结构的响应大幅度减小,能够更有效地保护房屋结构以及室内设备的安全,可显著提升建筑震后功能可恢复能力。目前建筑结构隔震技术已经有较为成熟的技术产品和工程应用,已广泛应用于住宅、医院、学校、博物馆和图书馆等建筑中。随着《建设工程抗震管理条例》的颁布,预期隔震技术将有更广阔的应用场景。隔震建筑也将逐步从低层、简单建筑结构向高层、复杂建筑结构的方向发展。目前常用的隔震装置存在着抗拉能力不足、对竖向地震或竖向环境振动减振效果不足、控制频宽窄、适应性不足以及使用状态及损伤状态难以监测等问题。为此,众多学者针对以上问题进行了深入研究,开发了抗拉隔震支座、三维隔震(振)支座、半主动隔震支座和隔震支座的健康监测系统,为扩展隔震技术的应用范围提供了解决方法。目前,相关研究偏重于新型隔震装置的性能研究,未来应全面考虑新型隔震装置对于建筑的影响,提出配套的设计方法,并进行示范性工程应用,加快隔震技术的推广。

     

汽车半主动悬架的滑模变结构控制

在1／4汽车动力学模型的基础上，运用滑模变结构方法设计了汽车半主动悬架滑模控制器。基本思想是以半主动悬架的近似天棚阻尼系统作为参考模型，把被控系统和参考模型间的广义误差动力学引入渐近稳定的滑动模态中；采用极点配置法确定滑模切换面参数；用等速趋近率改善滑模运动段的动态品质；根据滑模面上的等效控制力，确定半主动悬架的实时控制阻尼力。仿真结果表明：该滑模控制器性能稳定，具有较好的鲁棒性和跟踪性，对模型参数的变化和外界扰动有一定的适应性。仿真证实了滑模控制器设计的有效性。     

斜拉索振动的ER-MR阻尼器半主动神经网络控制

建立了采用ER—MR阻尼器作斜拉索的基于神经网络的半主动控制方法。该方法采用离线训练好的神经网络兼作系统状态观测器和系统控制器，并根据ER／MR阻尼器特点，引入面向速度剪切的半主动控制策略，实现神经网络对斜拉索进行在线带自反馈的半主动控制。数值试验的结果表明：采用神经网络进行半主动控制，能够达到很好的控制效果，整条斜拉索的振动都得到有效的抑制。     

隔震结构基于灰色预测的振动最优控制

提出对隔震结构实施灰色预测即时控制，采用GM（1，1）模型，推导结构状态向量的灰色预测方程，结合线性二次型最优控制理论（LQR），设计了隔震结构的即时预测控制方案，并研究了其振动控制性能。研究结果表明：对隔震结构再实施主动控制具有控制力小且控制效果好；采用灰色预测控制能有效减小结构振动控制的时滞影响。     

基于磁流变阻尼器的结构振动优化控制

磁流变（MR）阻尼器利用MR流提供可控性是当今最新的半主动控制装置，工程应用前景十分广阔，但由于MR阻尼器所固有的高度非线性动特性，使得描述其阻尼力-输入电压关系的逆向动特性的数学模型很难得到，而逆向动特性模型对实现整个控制策略又是至关重要的。本项研究针对这一问题提出运用神经网络技术建立MR阻尼器的神经网络模型来模拟其逆向动特性，并设计与之相适应的控制系统，建立起基于MR阻尼器的结构振动控制的有效分析方法，通过数值仿真结果探讨所提出的结构控制策略的有效性。     

结构振动主动控制的混合仿真和实时控制系统设计

本文针对结构振动主动控制问题构造了基于PC机和DSP的混合仿真和实时控制系统.设计这套系统的目的是要实现在结构振动主动控制中集数据采集、信号处理、模型辩识、控制器设计、多目标优化、控制仿真和实时控制等多功能为一体的计算机辅助控制器设计系统.由于这套系统在仿真和实时控制中均利用了DSP,使得仿真结果更接近于实际的控制效果,因而提高了控制器的开发效率,有利于进一步的实际应用.     

结构抗震抗风振动控制

本文阐述了结构抗震抗风控制的概念，概括总结了近扯为国内外关于抗震风控制研究和工程应用状况，介绍了作者在该领域的部分研究成果。同时，提出了该领域研究的关键科学问题。     

磁流变阻尼器实验建模及模糊半主动振动控制

利用磁流变阻尼器特性试验数据,通过曲线拟合等手段建立了双sigmoid力学模型。该模型的参数是控制电流和振动频率、振幅的函数,能准确描述不同激励条件下阻尼力-速度滞回特性。建立了双层隔振系统模型,分析了阻尼比对传递函数的影响。提出了一种模糊半主动振动控制算法。仿真结果表明,该控制算法在宽频范围上能取得很好的隔振效果。     

基于RDRNN的变阻尼半主动结构控制振动试验研究

在一个1：4的五层模型刚架结构上进行了变阻尼半主动结构控制的振动台试验,应用多输入多输出分支动态递归神经网络模型RDRNN建立了神经网络控制器,利用已有的试验数据对神经网络控制器进行训练,然后应用该神经网络控制器对结构进行变阻尼半主动结构振动控制,输入了几种不同的地震波,对比分析了该神经网络控制器的控制效果。振动参试验结果表明,应用神经网络控制器对结构进行变阻尼半主动结构控制,可以达到较好的控制效果,所需控制信息较少,并且对不同的地震激励有较强的荷载适应性。     

智能被动振动控制系统研究

本文利用数值计算方法，对智能被动振动控制（IPVC）系统进行了进一步的分析和研究，计算结果表明，智能被动振动控制系统对降低大地震时的位移峰值是有效的，而智能被动控制系统的耦合函和连接时间以及地震动的幅度都将影响该系统的设计。