磁流变阻尼器半主动控制仿真研究

论文题目: 磁流变阻尼器半主动控制仿真研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 结构工程

作者: 彭扬

导师: 肖贵泽

关键词: 半主动控制,双线型恢复力模型,磁流变阻尼器,修正的,模型,模糊控制算法,双态控制算法

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 磁流变阻尼器是一种出力大,响应快,耗能低,具有广阔应用前景的智能阻尼器,用于半主动控制时,因其自动适应外界环境荷载的能力而可以显著地改善结构的抗震性能。本文针对磁流变阻尼器作为智能半主动控制装置用于土木工程结构的振动控制进行了以SIMULINK 为平台的一系列数值仿真研究。首先,本文在双线型恢复力模型微分方程的基础上,利用SIMULINK 强大而简明的建模能力,分别建立了未考虑退化和考虑退化的双线型恢复力模型,并在一个三层钢筋混凝土框架上进行了数值仿真,验证了这种建模方法的有效性。其次,在分析研究磁流变体性能的基础上,研究了各种磁流变阻尼器静力模型和动力模型,比较了它们描述磁流变阻尼器性能的准确性。根据杨广强的实验数据,建立基于修正的Bouc-Wen 模型下的磁流变阻尼器SIMULINK 仿真模型,并进行了在正弦波荷载作用下的磁流变阻尼器的数值仿真。最后,研究了磁流变阻尼器的两种控制算法。利用编制的SIMULINK 恢复力模型和磁流变阻尼器仿真模型进行了结构在地震作用下的磁流变阻尼器减振控制仿真研究,比较了双态控制算法和模糊控制算法,研究了磁流变阻尼器安装位置对于控制效果的影响。同时,针对结构振动模糊控制规则生成困难的问题,提出了一种获取模糊控制规则的实用方法。研究表明,第一,两种控制算法都表明磁流变阻尼器能有效的减小结构在地震作用下的反应。相比而言,双态控制原理简单,实现容易,控制效果不错。模糊控制相对复杂,实现稍复杂,但是它可以利用磁流变阻尼器的整个动态性能,控制效果相对更好。第二,磁流变阻尼器一般安装到结构的薄弱位置或反应较大的位置,这对于减小结构的反应更有效果。总而言之,磁流变阻尼器能够显著的减小结构在地震作用下的反应,是一种非常有前景的半主动控制装置。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 前言

1.2 结构振动控制方法概述

1.3 结构振动SIMULINK 仿真研究概论

1.4 本文的主要工作

2 弹塑性系统的恢复力模型及其SIMULINK 仿真

2.1 弹塑性恢复力数学模型的统一形式

2.2 考虑退化效应及刚度下降段的滞变恢复力数学模型

2.3 恢复力模型的SIMULINK 仿真

2.4 本章小结

3 磁流变阻尼器的力学模型及其特性

3.1 耗能减振技术的研究应用及发展

3.2 磁流变体的性能和特点

3.3 磁流变阻尼器的特性及其力学模型

3.4 200KN 足尺寸磁流变阻尼器性能即其SIMULINK 仿真

3.5 本章小结

4 控制算法研究

4.1 半主动双态控制策略

4.2 模糊控制

4.3 本章小节

5 结论与展望

致谢

参考文献

附录 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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磁流变阻尼器半主动控制仿真研究

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