论文摘要
结构振动控制是一种新型的抗震技术,其中半主动控制是介于被动控制与主动控制之间的一种控制技术,其仅需少量外加能源,便可产生接近主动控制的效果。由智能材料磁流变体制成的磁流变阻尼器不仅具有结构简单,体积小,反应快,能耗小和阻尼力连续顺逆可调等优点外,而且还易于和计算机相结合。在半主动控制下,磁流变阻尼器可以有效地减小建筑结构的风振和地震反应。因此,国内外已经有越来越多的学者投入到此方面的研究中来,并已取得了一定的成果,但在磁流变阻尼器的力学模型和磁流变阻尼结构的分析与设计方面仍然存在着许多问题,有待于进一步解决和完善。本文以建立一套关于磁流变阻尼结构的分析方法和设计方法为目的,主要完成了以下工作:首先,磁流变阻尼器力学模型的建立,在了解和掌握用于分析磁流变阻尼器力学特性的几种力学模型的基础上,将几种模型进行了对比分析选择一种形式较为简单且能较为准确地反映阻尼器力学特性的模型;其次,磁流变阻尼器的设计和研制,介绍阻尼器内部结构特点;第三,磁流变阻尼器结构的控制算法,指出应用于控制结构的几种控制算法,包括经典的控制理论和现代先进的控制算法;第四,磁流变阻尼器结构的优化布置分析,在既定的优化目标下利用时程分析方法对磁流变阻尼结构进行优化分析,且得出了优化布置结果,并给出计算实例,编制了相应的计算程序。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 结构振动控制的概念及分类1.2 半主动控制的研究与发展1.3 半主动耗能减震技术的展望1.4 磁流变液及其装置的发展概况1.5 本文研究意义和主要内容1.6 本文研究的内容第二章 磁流变阻尼器的工作模式及力学模型2.1 工作模式2.2 阻尼力分析2.3 力学模型第三章 磁流变阻尼器的设计3.1 磁流变阻尼器的设计第四章 控制算法的研究4.1 安装磁流变阻尼器结构体系的运动方程4.2 控制算法4.2.1 恒定加压式4.2.2 离散加压式4.2.3 Heaviside函数加压式4.2.4 智能加压式4.2.4.1 人工神经网络4.2.4.2 模糊逻辑控制4.2.4.3 遗传算法4.2.4.4 模糊神经网络4.3 控制效果分析4.4 控制算例分析第五章 磁流变阻尼器的优化布置5.1 等效二次型性能指标5.1.1 等效二次型性能指标5.1.2 权矩阵Q、R的选取5.2 遗传算法的设计5.2.1 编码与解码5.2.2 适值函数5.2.3 设置初始种群5.2.4 选择函数5.2.5 交叉函数5.2.6 变异函数5.3 算例分析5.3.1 遗传算法的实现5.3.2 多目标决策问题5.3.3 优化前后控制效果分析第六章 结构振动控制系统仿真6.1 Simulink动态仿真设计6.2 结构振动控制系统设计第七章 工程实例分析设计7.1 工程实例参数7.2 计算模型简化7.3 最优最大控制力的确定7.4 阻尼器布置7.5 控制效果分析结语致谢参考文献攻读学位期间发表的学术论文
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