高阶单步法控制MR智能隔震系统的试验研究

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。磁流变阻尼器是一种性能优良的智能阻尼器，它具有阻尼力可调范围宽、响应迅速且所需能量很少的特点。本文将磁流变（MR）阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合，采用高阶单步算法和两种控制策略对结构进行振动控制。数值模拟分析与振动台试验结果表明：由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点，对较宽频域范围不同大小的地震激励均能提供最优控制。同时也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。     

磁流变智能基础隔震系统研究

本文将磁流变(MR)阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合,组成智能基础隔震系统应用到结构控制中。在详细介绍了系统的各部分与整体运行情况后,采用LQR经典线性最优控制算法对结构进行了振动台试验研究。试验结果表明,由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统,能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点,对较宽频域范围地震激励能进行有效的振动控制。其相对一般被动隔震装置,能同时减小上部结构加速度和隔震层位移.     

可控流体减振驱动器的研究与应用

电流变和磁流变流体是两类性能极为相似的可控流体。本文概述了这两类可控流体的基本性能的本构关系，综合了用它们制作 的减振驱劝器的装置形式、计算理论和在结构振控制中的应用，比较了这两种流体及其装置的性能的特点，指出了值得进一步研究的一些问题。     

可调滞回模型的磁流变阻尼器及其试验

本文在现在磁流变阴尼器性能研究的基础上，提出了可调滞回模型的磁流变阻尼器及其试验方法，并进行理论、试验及算例分析。首先，根据恒定电流下磁流变阻尼器的阻尼力滞力特性，利用磁流变材料特性的电流（即磁场）可控特点，建立了变电流下的阻尼力滞回模型；其次，在中通过电路板控制外加电流与装置变形间的函数关系，实现了变电流调节的阻尼力滞回模型；最后，将磁流变阻尼器与橡胶隔震装置结合，形成智能磁流变隔夺装置，并对一个单自由度隔震结构进行了数值仿真分析。     

带智能磁流变阻尼器的层间隔震混合控制研究

为了进一步提高层间隔震体系的整体抗震性能,提出在层间隔震体系中附设MR智能磁流变阻尼器控制装置,构成新型的混合层间隔震控制体系。通过对某实际工程算例的非线性仿真分析,系统地研究了这种新型混合智能层间隔震控制体系的有效性,并与传统被动层间隔震减震效果进行了对比。     

MRFD半主动控制系统的时滞与补偿

时滞与补偿是基于磁流变流体阻尼器（Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｆｌｕｉｄ　Ｄａｍｐｅｒ，简称ＭＲＦＤ）的半主动控制系统优化设计中的一个重要问题。本文对此进行了研究，并通过计算实例分析了时间滞后与补偿两种情况对控制系统性能的影响，结果表明，当时滞达到１．０ｓ时，ＭＲＦＤ半主动控制系统仍具有一定的控制效果，说明该半主动控制系统是可靠的，其性能要优于完全主动控制系统，并且对时滞补偿以后系统的控制效果得到明显的改善，说明本文所述的时滞补偿方法是有效的。     

MRFD半主动控制系统的时滞与补滞

时滞与补偿是基于磁流变流体阻尼器（Magnetorheological Fluid Damper,简称MRFD）的半主动控制系统优化设计中的一个重要问题。本文对此进行了研究，并通过计算实例分析了时间滞后与补偿两种情况对控制系统性能的影响，结果表明，当时滞达到1．0s时，MRFD半主动控制系统仍具有一定的控制效果，说明该半主动控制系统是可靠的，其性能要优于完全主动控制系统，并且对时滞补偿以后系统的控制效果得到明显的改善，说明本文所述的时滞补偿方法是有效的。     

ER智能阻尼器对结构半主动控制的试验与分析

ＥＲ智能阻尼器是一种以可控流体－电流液为主导材料的结构半动控制装置。本文通过试验验证了ＮｉｃｏｓＭａｋｒｉｃ和本文作者提出的ＥＲ智能阻尼器力学模型的正确性。在此基础上,通过对ＥＲ半主动控制结构的制震效果分析得到了以下结论：（１）ＥＲ智能半主动控制 制振效果较大地超过了ＥＲ被动控制结构和普通支撑结构。（２）要使ＥＲ智能半主动控制结构的制振效果较佳,必须合理选择半主动控制的策略。（３）结构的刚度比Ｋ２     

多自由度减振磁流变阻尼器的设计研究

针对磁流变阻尼器存在的磁流变液体沉淀、结构复杂、阻尼通道设计不尽合理等问题和工程应用中多自由度减振的实际需求,采用阻尼通道的锥形孔结构、平行圆盘缝隙式设计和分体式结构、实现磁流变阻尼器易安装、散热好、效率高和多自由度减振使用的目的.通过台架试验研究,分析了控制电流、激振频率和振幅对阻尼器阻尼特件的影响,结果表明所设计的...     

基于AFSMC算法的结构非线性振动MR控制与仿真分析

作为最近发展起来的高性能半主动控制装置,磁流变阻尼器通过改变磁场强度来调节控制力,可靠度高,体积小,出力大,并且具有Fail-Safe的特点,是一种具有广泛应用前景的新型结构控制装置。本文主要研究结构非线性振动的磁流变阻尼半主动控制。首先采用我们提出的自适应模糊滑模控制(AFSMC)算法得到了结构非线性振动的主动控制力,然后参照主动控制力,提出和仿真实现了结构非线性振动的磁流变阻尼半主动控制。最后,针对3层和20层benchm ark非线性模型,每层均设置一个磁流变阻尼器,对在给定的地震动下的结构响应进行了计算,分析了半主动控制跟踪主动控制的效果,并且对于半主动控制下的结构位移响应、加速度响应等各项指标也进行了对比分析。仿真结果表明,由于自适应模糊滑模控制算法与半主动控制算法相结合可以很好地实现结构非线性振动的半主动控制,所以能够得到令人满意的控制结果。     

应用MBC策略的MRD 隔震结构半主动控制

磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)与隔震垫组成的半主动隔震系统能有效地改善被动隔震系统的性能,消除隔震层因过大变形产生的不利影响。基于市场机制的控制(Market-Based Control,MBC)策略是一种利用自由经济市场来模拟控制系统,用销售商和消费者来代替能量源系统和受控系统,并应用市场中商品的供需规律来完成系统控制能量的分配,实现对受控系统有效控制的策略。本文将MBC策略应用于此种半主动隔震系统,提出了相应的控制策略,实现对MRD电压的实时有效控制。算例分析表明,采用此策略能充分利用MRD的变阻尼特性,使结构振动控制效果显著。     

渡槽结构隔震耗能减振控制的试验研究

本文在理论分析的基础上，对设计中的南水北调中线工程北京段南泉河水大型渡槽工程结构，按几何相似比1：10研制了结构模型及多组隔震耗能混合减振支座，在振动台上成功地进行了多工况的地震模拟试验。试验结果表明：将由隔震器与阻尼器组成的隔震耗能混合减振支座应用于渡槽结构，可以有效地减小渡槽结构的地震响应。此外，所研制的隔震耗能混合减振支座，在实际结构工程中的施工简单可行。     

飞机航电设备的半主动磁流变控制

本文提出一种新的航电设备减振控制策略,采用半主动磁流变阻尼器与小阻尼柔性橡胶支座来取代目前采用高阻尼刚性橡胶支座的方法,以降低对航电设备的耐振要求,增强飞机飞行的安全性。本文建立了航电设备减振控制的两自由度刚体平-扭耦联模型,荷载激励考虑了基底平动与转动加速度。磁流变阻尼器的半主动控制算法选用限幅最优控制算法,主控制器为H2/LQG控制器,并采用一种加速度反馈的控制策略。针对目前的被动控制方案,本文研究了支座阻尼对减振控制效果的影响。为了得到最优的半主动控制效果,本文对控制器的权矩阵进行了参数优化分析。文中针对一系列工况详细比较了本文所提出的半主动控制策略与目前被动控制策略的减振控制效果。仿真分析结果表明,磁流变阻尼器可以非常有效地减小航电设备的动力反应,新的减振控制策略远优于现有的被动控制方案。     

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。     

足尺磁流变阻尼器的建模及动态特性

在过去三十年左右的时间里,结构保护系统受到了广大研究者的普遍关注.这种保护系统可以用来降低自然灾害(如地震、强风)对上木工程建筑的损害.由于磁流变阻尼器机械结构简单,动态范围大,能耗低,回复力大,鲁棒性良好,能够在满足不同工程项目需求的同时提供有效的结构抗震抗风手段,目前它是一种非常有前途的半主动结构减震装置.本文首先介绍了磁流变液体和装置的主要特性和优点,建立了磁流变阻尼器的伪静力轴对称模型,并将其结果和平行板模型以及阻尼器实验结果进行了比较.尽管伪静力模型对于阻尼器的设计十分有效,但是它们还不足以描述阻尼器的动态特性.对实际工程应用来说,动态响应时间是一项非常重要的性能指标.文章还讨论了影响磁流变阻尼器动态响应时间的因素,建立了基于Bouc-Wen模型的阻尼器动态模型.同时文章也提出了优化阻尼器动态响应的途径和方法以及其实验验证.     

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。     

摆,油阻尼器减振的试验研究

高柔结构在地震或风荷载作用下会产生很大的振动，本文提出一种控制高柔结构振动的新方法－－摆、油阻尼器体系，并在振动台进行了模拟试验，结果表明：该方法可使结构振动位移幅值减小５０％，在试验中变换了体系的各有关参数，研究了摆长，质量比，碰击间隙对减振效果的影响，文中详细研究了油阻尼器的工作过程及减振机理，从理论上初步分析了摆，油阻尼器体系减振原因，提出了可供实际设计参考的方法和原则。     

基于遗传算法的磁流变阻尼器模型参数识别

磁流变阻尼器是一种具有广阔应用前途的半主动控制装置,但其复杂的力学特性很难精确描述。非线性参数模型是一个相对简单并且能够很好地描述磁流变阻尼器力学特性的力学模型,但该模型既是非线性的、又是非解析的,参数识别十分困难。结合传统遗传算法良好的全局搜索能力和二分法可靠的收敛性,本文提出了一种改进的遗传算法——层次压缩遗传算法。对非线性参数模型的参数识别结果显示：层次压缩遗传算法简单可行,具有较高的识别精度。同时也验证了非线性参数模型描述磁流变阻尼器阻尼力特性的准确性。