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MRE耗能阻尼器力学性能及半主动控制分析
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作者 杜永峰 屠旭松 韩博 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期703-709,826,共8页
根据磁流变弹性体(magnetorheological elastomer,简称MRE)的可调力学特性提出了基于MRE的新型耗能阻尼器,并对制备完成的硅橡胶基磁流变弹性体及阻尼器分别进行力学性能试验。利用Matlab/Simulink对各层均装有MRE阻尼器的7层框架结构... 根据磁流变弹性体(magnetorheological elastomer,简称MRE)的可调力学特性提出了基于MRE的新型耗能阻尼器,并对制备完成的硅橡胶基磁流变弹性体及阻尼器分别进行力学性能试验。利用Matlab/Simulink对各层均装有MRE阻尼器的7层框架结构进行建模仿真分析,将被动控制与基于半主动控制策略的经典最优控制和序列最优控制进行比较。力学测试结果表明:MRE在0~500 mT磁感应强度下其剪切模量变化值达到132.43 kPa,磁流变效应约提高274%;增大加载幅值和加载速率,均能提高MRE阻尼器的力学性能;对阻尼器施加电流激励,在0~10 A增大过程中其等效刚度和阻尼可以实现连续可调。仿真结果表明:基于MRE阻尼器的半主动控制系统可以有效减小结构在地震作用下的响应,3种控制均能对结构动力响应起到良好的控制效果,其中序列最优控制算法的控制效果最为显著且精确度更高;系统在实际测试中需考虑多方面因素影响,尽可能减小误差。 展开更多
关键词 阻尼器 振动控制 磁流变弹性体 变刚度变阻尼 半主动控制策略
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大底盘多塔楼结构的混合隔震控制 被引量:33
2
作者 谭平 周云 周福霖 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2007年第2期12-19,共8页
结合某实际工程,针对大底盘多塔楼结构提出混合隔震的控制策略,即对大底盘上的一栋或多栋塔楼采用隔震技术,并在隔震层附设一定数量的被动、主动或半主动的减震控制装置。建立了这种大底盘多塔楼结构混合隔震控制体系的运动方程,方程中... 结合某实际工程,针对大底盘多塔楼结构提出混合隔震的控制策略,即对大底盘上的一栋或多栋塔楼采用隔震技术,并在隔震层附设一定数量的被动、主动或半主动的减震控制装置。建立了这种大底盘多塔楼结构混合隔震控制体系的运动方程,方程中各塔楼与下部结构及隔震层之间的刚度解耦,并考虑了隔震层的非线性。研究中比较了被动非线性粘滞阻尼器,半主动变孔隙阻尼器与理想主动控制时的减震控制效果。结果表明,这种混合隔震体系可以有效地减小上部塔楼与下部结构的地震反应,提高大底盘多塔楼结构的抗震安全性,取得明显的经济和社会效益。半主动变孔隙阻尼器可以极好地追踪理想主动控制力,取得与理想主动控制相近的减震控制效果。被动非线性粘滞阻尼器也能取得较好的减震效果,且易于维护,经济性较好,从工程应用的角度来看更为现实可行,具有较好的应用推广价值。 展开更多
关键词 大底盘多塔楼结构 结构控制 隔震 粘滞阻尼器 变孔隙阻尼器
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结构半主动变阻尼控制性能评估 被引量:5
3
作者 杨润林 周锡元 +2 位作者 闫维明 宋波 刘锡荟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期37-41,共5页
研究了地震激励下结构半主动变阻尼控制的有效性。作为半主动控制系统的经典范例之一,变阻尼控制系统已经在结构控制领域得到了广泛的应用,但是近来的研究显示变阻尼控制对于抑制柔性结构的地震反应是适宜的,而对于刚性结构则是不适宜... 研究了地震激励下结构半主动变阻尼控制的有效性。作为半主动控制系统的经典范例之一,变阻尼控制系统已经在结构控制领域得到了广泛的应用,但是近来的研究显示变阻尼控制对于抑制柔性结构的地震反应是适宜的,而对于刚性结构则是不适宜的。通过谐波分析研究了地震激励下结构振动控制的问题。计算结果显示,变阻尼控制成立的条件与结构频率并无必然联系,而是取决于结构频率与外部激励频率的比值,即就是变阻尼控制的可行性与地面运动的频谱特性是相关联的。此外,也将变阻尼控制的效果与对应的被动上限阻尼控制效果进行了对比。结果显示,在大多数情况下变阻尼控制并不能进一步提高控制效果。 展开更多
关键词 振动控制 半主动控制 变阻尼 性能评估 地震激励
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结构可变阻尼半主动控制 被引量:20
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作者 刘季 孙作玉 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1997年第2期92-97,共6页
本文阐述了结构半主动控制的概念,并介绍了国内外有关结构半主动控制的研究状态,阐述了几种有关结构半主动控制的算法,包括基于经典最优控制的控制律及算法、基于变结构系统(VSS)现论的滑动模态控制算法和非线性奇次系统的ba... 本文阐述了结构半主动控制的概念,并介绍了国内外有关结构半主动控制的研究状态,阐述了几种有关结构半主动控制的算法,包括基于经典最优控制的控制律及算法、基于变结构系统(VSS)现论的滑动模态控制算法和非线性奇次系统的bang-bang控制算法,重点阐述了变结构系统(VSS)理论和滑移面的确定及控制律的设计。 展开更多
关键词 结构半主动控制 可变阻尼 结构控制 桥梁结构
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变速车辆与桥梁的耦合振动及其TMD控制 被引量:19
5
作者 彭献 殷新锋 方志 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期61-66,共6页
在车辆变速与路面粗糙条件下,推得安装调质阻尼器(TMD)前、后的车桥耦合系统的无量纲运动微分方程.作为其特例,研究了匀变速车辆与路面粗糙弹性支撑桥梁的耦合系统,讨论了车辆的加速度、初速度、弹性支撑刚度以及随机路面粗糙度对桥梁... 在车辆变速与路面粗糙条件下,推得安装调质阻尼器(TMD)前、后的车桥耦合系统的无量纲运动微分方程.作为其特例,研究了匀变速车辆与路面粗糙弹性支撑桥梁的耦合系统,讨论了车辆的加速度、初速度、弹性支撑刚度以及随机路面粗糙度对桥梁跨中无量纲最大挠度的影响,并对耦合系统发生共振时进行TMD控制.数值计算结果表明,车辆的加速度、初速度、弹性支撑刚度以及随机路面粗糙度对桥梁的影响均很大而不能忽略;TMD明显地减小了共振振幅. 展开更多
关键词 桥梁结构 耦合系统 变速运动 路面粗糙度 TMD控制
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变刚度半主动结构振动控制的试验研究 被引量:15
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作者 李敏霞 刘季 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1998年第4期90-95,共6页
本文成功地完成了五层框架(1:4模型)的变刚度半主动结构振动控制的模拟地震振动台试验,这不仅是我国的第一个变刚度半主动结构振动控制的试验,在国际上也是少数几例之一。本文介绍了试验系统的构成、试验内容、试验结果的分析及试验结... 本文成功地完成了五层框架(1:4模型)的变刚度半主动结构振动控制的模拟地震振动台试验,这不仅是我国的第一个变刚度半主动结构振动控制的试验,在国际上也是少数几例之一。本文介绍了试验系统的构成、试验内容、试验结果的分析及试验结论等。 展开更多
关键词 振动控制 半主动控制 变刚度 试验研究 结构振动
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变刚度半主动结构振动控制 被引量:20
7
作者 刘季 李敏霞 《振动工程学报》 EI CSCD 1999年第2期166-172,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 结构振动 振动控制 变刚度 半主动控制系统
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线性结构的滑动模态半主动控制 被引量:2
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作者 孙作玉 刘季 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1998年第1期88-94,共7页
本文研究应用可变阻尼器对线性结构进行半主动控制的算法和原理。采用滑动模态控制算法,并基于Lyapunov直接法提出了半主动控制器设计。利用滑动模态控制方法和所建立的控制器,我们给出了一个风荷载激励下的线性结构的半主动... 本文研究应用可变阻尼器对线性结构进行半主动控制的算法和原理。采用滑动模态控制算法,并基于Lyapunov直接法提出了半主动控制器设计。利用滑动模态控制方法和所建立的控制器,我们给出了一个风荷载激励下的线性结构的半主动控制算例。计算机模拟分析表明,半主动控制具有控制效果明显、鲁棒性好等优点,是一种非常有发展前途的控制方法。 展开更多
关键词 变结构 可变阻尼器 滑动模态控制 线性结构 隔震
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半主动变刚度TLCD减振控制的研究 被引量:6
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作者 霍林生 李宏男 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期157-164,共8页
为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一... 为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。 展开更多
关键词 调液柱型阻尼器 变刚度调液柱型阻尼器 半主动控制 动力反应 结构控制
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半主动TLCD对固定式海洋平台的离散神经网络滑模控制 被引量:3
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作者 金峤 周晶 李昕 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2005年第3期28-34,共7页
主要研究了半主动调液柱型阻尼器(TLCD)对固定式海洋平台的离散神经网络滑模变结构控制方法。首先建立了平台结构-TLCD控制系统微分方程及其离散化状态空间表达,然后阐述了基于神经网络的滑模变结构控制的基本算法和控制策略,最后应用... 主要研究了半主动调液柱型阻尼器(TLCD)对固定式海洋平台的离散神经网络滑模变结构控制方法。首先建立了平台结构-TLCD控制系统微分方程及其离散化状态空间表达,然后阐述了基于神经网络的滑模变结构控制的基本算法和控制策略,最后应用该神经网络滑模变结构控制策略对一个已建成的实际海洋平台结构的TLCD半主动控制问题进行了数值仿真分析。仿真分析的结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 固定式海洋平台 调液柱型阻尼器 神经网络 滑模变结构控制 半主动控制
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结构振动的变阻尼半主动遗传控制算法 被引量:2
11
作者 孙作玉 何玉敖 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 2000年第1期29-32,共4页
提出结构振动的变阻尼半主动遗传控制算法.针对变阻尼半主动控制的特点,建立新的性能指标泛函,采用遗传控制算法直接在控制力解空间进行全局寻优,逐步搜索到满足变阻尼半主动控制约束条件并使性能指标趋于最小的控制力,从而实现了结构... 提出结构振动的变阻尼半主动遗传控制算法.针对变阻尼半主动控制的特点,建立新的性能指标泛函,采用遗传控制算法直接在控制力解空间进行全局寻优,逐步搜索到满足变阻尼半主动控制约束条件并使性能指标趋于最小的控制力,从而实现了结构振动的变阻尼半主动最优控制.算例仿真表明,采用变阻尼半主动遗传控制算法,控制效果明显,是一种有效的结构振动控制策略. 展开更多
关键词 半主动结构控制 遗传算法 最优控制 结构振动
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AVS/D半主动振动控制结构的抗震设计方法探讨 被引量:1
12
作者 彭亚萍 刘增夕 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第6期159-164,共6页
本文介绍了AVS/D半主动控制系统的工作原理,参照现行抗震设计规范的设计思想,提出了AVS/D半主动控振结构的抗震设计方法,并针对具体结构控制系统的工作性能,探讨了结构设计中关键参数:主体结构的地震力折减系数和薄弱层层间位移相对控... 本文介绍了AVS/D半主动控制系统的工作原理,参照现行抗震设计规范的设计思想,提出了AVS/D半主动控振结构的抗震设计方法,并针对具体结构控制系统的工作性能,探讨了结构设计中关键参数:主体结构的地震力折减系数和薄弱层层间位移相对控制率的确定方法,最后通过实例分析验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 振动控制 主动变刚度/阻尼 结构抗震 设计方法
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跨座式单轨受电弓滑模变结构半主动控制方法研究 被引量:1
13
作者 陈林 熊隽 王上庆 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1058-1064,共7页
跨座式单轨列车采用刚性接触网,运行中往往会产生强烈的刚性振动与剧烈的接触力波动,直接影响受电弓受流质量和使用寿命。提出了一种跨座式单轨受电弓滑模变结构半主动控制方法。分别选择二元受电弓模型和磁流变阻尼作为研究对象和操动... 跨座式单轨列车采用刚性接触网,运行中往往会产生强烈的刚性振动与剧烈的接触力波动,直接影响受电弓受流质量和使用寿命。提出了一种跨座式单轨受电弓滑模变结构半主动控制方法。分别选择二元受电弓模型和磁流变阻尼作为研究对象和操动机构。首先,以跨座式单轨弓网耦合关系为基础,从理论分析入手提出了弓网耦合模型,得到了其动力学方程;其次,在上述理论支持下,通过Simulink仿真手段,结合滑模变结构控制搭建受电弓主动控制系统;最后,建立磁流变阻尼器的逆向模型,实现了受电弓的半主动控制。当磁流变阻尼器接收到控制器传递的控制信号后,通过调节电流,输出期望控制力并最终作用于受电弓上,有效解决了接触力波动剧烈的问题。通过实验证明,所提方法对弓网接触力控制更加准确,大幅降低弓网接触力波动标准差,降幅超过17.34%,且规避了弓网系统离线情况的发生,验证了所提方法在改善弓网受流质量和延长受电弓使用寿命上的稳定性和优越性。 展开更多
关键词 受电弓 滑模变结构控制 半主动控制 磁流变阻尼器
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H_∞优化控制理论在半主动控制中的应用
14
作者 刘栋栋 李淑玉 《世界地震工程》 CSCD 2003年第3期110-116,共7页
着重研究了变阻尼半主动控制在降低结构振动响应中的控制效果,在确定可变阻尼的阻尼系数时采用了控制效果较好的H∞优化控制策略,并将这种控制策略与传统控制方法进行了比较,通过数值分析比较了被动控制、主动控、半主动控制情况下结构... 着重研究了变阻尼半主动控制在降低结构振动响应中的控制效果,在确定可变阻尼的阻尼系数时采用了控制效果较好的H∞优化控制策略,并将这种控制策略与传统控制方法进行了比较,通过数值分析比较了被动控制、主动控、半主动控制情况下结构的最大相对位移与结构的最大绝对加速度响应。并通过分析得出如下结论:(1)在被动、主动、半主动控制方法中主动控制的控制效果最好;(2)对于刚性结构,增大结构的附加阻尼可以同时降低结构的最大相对位移和最大绝对加速度响应,应用被动控制能取得较为理想的控制效果,而半主动控制的控制效果是值得怀疑的,在应用时应慎重考虑;(3)对于柔性结构,增大附加阻尼在降低结构的最大相对位移响应的同时,却增加了结构最大绝对加速度响应,而采用半主动控制能够同时降低结构的最大相对位移和绝对加速度响应,半主动控制效果明显;(4)在柔性结构中采用半主动控制方法能取得与主动控制相近的效果;(5)由于H∞优化控制是对最坏情况下瞬时能量的优化控制,因此H∞半主动控制的控制效果要优于传统LQR控制。 展开更多
关键词 振动控制 H∞优化控制理论 主动控制 半主动控制 变阻尼结构
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变阻尼混合质量阻尼器动力仿真及减振机理研究
15
作者 赖振锋 叶东繁 刘彦辉 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2023年第6期9-16,8,共9页
针对混合质量阻尼器(Hybrid Mass Damper,HMD)在结构减振控制中控制力输出和质量块冲程过大的问题,提出变阻尼混合质量阻尼器(Variable Damping Hybrid Mass Damper,VD-HMD)控制系统,在不降低控制效果的情况下减小控制力输出和降低质量... 针对混合质量阻尼器(Hybrid Mass Damper,HMD)在结构减振控制中控制力输出和质量块冲程过大的问题,提出变阻尼混合质量阻尼器(Variable Damping Hybrid Mass Damper,VD-HMD)控制系统,在不降低控制效果的情况下减小控制力输出和降低质量块的冲程,并获得更好的控制效果。首先,建立VD-HMD控制系统的力学模型和运动方程;然后,利用一个设置有VD-HMD的单自由度模型作为研究对象,并将磁流变阻尼器作为变阻尼单元,进行数值分析;最后,论述VD-HMD控制系统的减振机理。仿真结果表明:VD-HMD系统有效解决控制装置的控制力输出和质量块的冲程过大的问题,并进一步提升控制效果,降低结构响应的效果更为优异。 展开更多
关键词 混合质量阻尼器 变阻尼混合质量阻尼器 结构控制 动力响应
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