广畅国际大厦磁流变和粘滞阻尼器抗震分析

针对上海广畅国际大厦的抗震问题，通过对不同控制装置的优缺点和适用范围进行比较分析后，采用磁流变阻尼器和粘滞阻尼器相结合的方式，探讨了该结构在无控和安装控制装置后在地震作用下的动力响应和控制效果。文中通过建立结构的力学模型，首先分析了无控结构的动力特性；此后分析了无控结构以及安装磁流变阻尼器和粘滞阻尼器的结构在多遇地震以及罕遇地震作用下的动力响应。分析结果表明，采取磁流变阻尼器以及粘滞阻尼器相结合的方式，能够有效地控制该结构在地震作用下的响应。     

磁流变阻尼器的两种力学模型和试验验证

本文根据我们设计制作出的磁流变阻尼器的阻尼特性试验结果，提出了描述阻尼器动态特性的两种新的力学模型。一种称之为修正的Bingham模型，它由Bingham单元（库仑摩擦单元与粘滞单元并联）与弹簧单元串联组成。该弹簧单元与磁流变液屈服前区的初始剪切模量和蓄能器的刚度等有关。另一种称为修正的Dahl模型，它采用Dahl模型来模拟库仑摩擦力，克服了常用的Bouc-Wen模型需要确定的参数过多的缺点。为了使模型在阻尼器的电流强度（磁场强度）改变的情况下仍然有效，引入一个内变量描述模型参数与电流强度（磁场强度）的关系。最后，通过理论分析与试验结果的比较，证明本文提出的两种力学模型能够较为精确地描述大多数的磁流变阻尼器在改变电流强度（磁场强度）情况下的动态特性。     

磁流变阻尼器在受控结构中的优化布置

高层建筑结构中由于地震引起的结构体系的振动是十分严重的,利用磁流变阻尼器进行振动控制的方法可以有效减小体系的振动反应、这种振动控制的效果,不仅取决于阻尼器出力大小和控制算法的优化,也取决于阻尼器在高层结构中的布置位置。首先对近年来出现的许多优化布置方法进行了阐述,论述了这些方法的优缺点,然后选用了一种优化布置方法并结合一个结构体系进行了阻尼器的优化布置研究,最后给出了阻尼器优化布置的几个原则。研究的结果表明通过阻尼器在高层结构中的优化布置可以有效提高振动控制的效果．     

SMA-MR复合型阻尼器

利用形状记忆合金超弹性、形状记忆特性和MR液的材料特性，提出了SMA-MR复合阻尼器，建立了阻尼器的理论模型。通过输入正弦波得到小震、大震时相应的滞回曲线，并对一单层框架进行输入El Centro地震波下的减震效果分析，比较了SMA-MR阻尼器、仅有SMA和仅有MR作用下的减震效果。结果表明，所设计的SMA-MR阻尼器具有卓越的阻尼性能，对大震、小震的控制实现了自适应的智能性。     

磁流变阻尼器的半主动控制及实时混合模拟试验研究

磁流变阻尼器作为一种比较典型的半主动控制元件,具有构造简单、响应速度快、耐久性好、阻尼力大且连续可调等优点。即使地震中能源中断,磁流变阻尼器仍可以作为被动耗能装置继续工作发挥作用,可靠性高。设计合理有效的磁流变阻尼器半主动控制方法,对于整体结构的减震效果尤其重要。提出一种改进的磁流变阻尼器的半主动控制策略-改进的Bang-Bang控制策略,对装有磁流变阻尼器的减震控制3层框架结构进行了一系列的实时混合模拟试验,对多种半主动控制方法下的振动控制效果进行试验分析。试验结果表明:磁流变阻尼器对框架结构的减震效果显著,并验证了提出的磁流变阻尼器半主动控制策略的有效性。     

磁流变阻尼器的构造设计及其阻尼力性能的试验研究

本文根据磁流变液的材料特点和磁路设计原则，设计并制作了一个双出 杆的剪切阀式磁流阻尼器，在伺服试验机上对所设计制作的磁流变阻尼器的阻尼力性能进行了试验研究，并分析了影响阻尼力的各种因素。结果表明：所设计制作的磁流变阻尼器具有一定的剩磁，但剩磁对阻尼力可调系数的影响很小；所设计制作的磁流变阻尼器能够达到的最大阻尼力和阻尼力可调系数都很理想。由此得出结论，本文所设计制作的磁流变阻尼器具有卓越的阻尼性能，可在土木工程结构的半主动振动控制设计中加以推广和应用。     

磁流变变阻尼半主动控制结构的仿真分析

由于高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等，显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。用于结构振动控制的磁流变阻尼器属于速度相关型变阻尼半主动控制器，已有的一些算法，或因计算时间过长不能用于实际控制，或因需要事先经过学习训练，控制效果取决于训练学习的情况。因此，本文将高阶单步法应用于磁流变变阻尼半主动控制系统，采用开关控制和连续控制两种控制率对磁流变液的剪切强度进行调节。仿真计算表明，该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法.     

磁流变阻尼器对高层建筑风振舒适度的半主动控制分析

高层建筑风振舒适度的控制是结构抗风设计的一项重要内容。本文提出了磁流变阻尼器对高层建筑风振舒适度控制的一种设计方法。由于加速度是舒适度的判别标准，因此，首先通过对依据现行规范计算和用计算机模拟两种方法下得到的加速度进行比较，进而对模拟的脉动风荷载进行合理的修正，并以此作为抗风设计的依据；其次，根据磁流变阻尼器在不同位置时的控制效果，合理地布置控制装置，在此基础上，通过对加速度的有效控制来满足结构舒适度要求；最后，对磁流变阻尼器的参数进行合理的设计，达到优化的目的。     

磁流变阻尼器对高层建筑风振反应的半主动控制

本文探讨了磁流变阻尼器在高层建筑风振控制中的应用，在经典线性最优控制理论的基础上，根据磁流变阻尼器的特点，提出了一种新型的半主动控制策略，应有该方法对一40层的钢结构的风振反应进行了计算机模拟，结果表明，采用磁流变阻尼器对高层建筑进行半主动控制的能够有效减小结构的风振反应。     

基于H∞理论的磁流变阻尼器半主动容错控制

建筑结构的半主动控制系统中的传感器,在强震作用下可能因出现故障而影响控制效果。以磁流变阻尼器为例,研究半主动容错控制系统的设计方法。首先,研究了基于状态观测器的半主动H∞控制器设计方法,并将之应用到建筑结构采用磁流变阻尼器的减振控制中;运用改进Bouc-Wen模型,计算磁流变阻尼器的阻尼力,通过求解一个代数Riccati方程和一个状态观测方程,得出了基于状态观测器的H∞主动控制律;再对其采用Clipped-optimal方法实施半主动控制策略。然后,针对传感器故障,利用观测器组的输出残差对故障进行在线诊断,并通过几个观测器状态值的比较得到故障的大小,并据此对传感器的测量值进行修正,从而消除故障对闭环系统的影响,最终实现半主动H∞容错控制。仿真结果表明,该方法具有很好的容错控制效果。     

基于瞬时最优算法的磁流变阻尼隔震结构半主动控制

采用瞬时最优控制算法，对附加了磁流变阻尼器的多自由度隔震结构进行了半主动控制的数值模拟。首先，将被动隔震装置——叠层钢板橡胶垫与磁流变阻尼器相结合，形成磁流变智能隔震系统。其次，根据瞬时最优控制算法的基本原理，针对磁流变阻尼器的特点，建立与之相适应的半主动控制算法。最后，以六层隔震结构为例，进行数值分析。比较了被动与半主动控制的结构反应，并得到较好的控制效果。     

Tall building vibration control using a TM‐MR damper assembly: Experimental results and implementation

This paper summarizes the relevant results of the design, construction, testing, and implementation of a nominal 120 kN magnetorheological damper developed to control a free‐plan tall building in Santiago, Chile, equipped with two 160‐ton tuned masses. Cyclic as well as hybrid simulation tests were performed on the prototype damper. Global building responses using measured MR properties showed good correlation with analytical estimations. Also, a proposed physical controller for the MR damper was validated through hybrid and building pull‐back tests. Its performance is essentially equivalent to that of an LQR controller, but the information needed in its implementation is considerably less. Pull‐back tests of 10 cm amplitude were performed on one mass along the flexible edge of the building and its response controlled using the passive and controlled modes of the MR damper. The MR damper was capable of controlling the TM displacements very effectively, as well as the simulated building response for different ground motions and harmonic excitation. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Earthquake response of asymmetric building with MR damper

Plan asymmetric buildings are very susceptible to earthquake induced damage due to lateral torsional coupling, and the corners of these systems suffer heavy damage during earthquakes. Therefore, it is important to investigate the seismic behavior of an asymmetric plan building with MR dampers. In this study, the effectiveness of MR damper-based control systems has been investigated for seismic hazard mitigation of a plan asymmetric building. Furthermore, the infl uence of the building parameters and damper command voltage on the control performance is examined through parametric study. The building parameters chosen are eccentricity ratio and frequency ratio. The results show that the MR damper-based control systems are effective for plan asymmetric systems.     

MR阻尼器耦联的带裙房高层建筑的半主动逻辑控制方法

针对MR阻尼器耦联的带裙房高层建筑的特点，提出了一种MR阻尼器耦联的带裙房高层建筑的半主动逻辑控制方法，并用此方法对12层带3层裙房的高层建筑进行了试验控制。结果表明，此种方法简单，工程实现容易。     

基于自供电磁流变阻尼器的隔震高架桥半主动控制

为解决结构振动控制的能量源问题,提出了一种新型自供电MR阻尼器智能减振系统。该系统由电磁调节式MR阻尼器、齿条齿轮加速器、永磁电机与控制器组成。基于广泛采用的隔震高架桥两自由度线性模型,定义了位移控制性能评价指标,引入了在汽车悬架系统设计中常用的Sky-hook控制策略,对隔震高架桥的减震性能进行了仿真分析。结果表明:通过优化设计的参数,自供电MR阻尼器的LQR-Clipped半主动控制与Skyhook控制都可以完全达到其相应的采用外部供电的MR阻尼器的控制效果,且接近理想的主动控制结果。     

相邻结构地震反应MR阻尼器控制的仿真分析

本文仿真分析了应用磁流变(MR)阻尼器对相邻结构地震反应的控制效果,为进一步开展模型试验研究奠定了基础。建立了地震激励下相邻结构MR阻尼器控制系统的运动方程,提出了描述MR阻尼器阻尼力滞回特性的改进S igmoid模型,分别对应用开关控制、半主动控制以及最小或最大电流被动控制的四种控制方法的相邻结构地震反应的控制效果进行了仿真分析。结果表明,在相邻结构间连接安装MR阻尼器可以有效地控制相邻结构的地震反应,且开关控制方法和半主动控制方法的控制效果均好于两种被动控制方法,体现了MR阻尼器阻尼力可调的优点;在四种控制方法中,半主动控制方法的控制效果最好,体现了MR阻尼器阻尼力具有连续调节能力的优点;若能解决MR阻尼器的剩磁问题,半主动控制方法的控制效果会得到进一步的提高。