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。     

MR阻尼器对桅杆结构风振响应的智能半主动控制

本文基于修正的拉格朗日坐标描述法，推导了空间四节点纤绳单元的大位移刚度矩阵的具体表达式。在将桅杆结构离散为空间四节点纤绳单元和梁单元的计算模型的基础上，建立了桅杆结构非线性风振响应分析的有限元方法。根据瞬时最优主动控制的原则，提出了MR阻尼器对桅杆结构风振反应智能半主动控制基于阻尼器位移的“开关—耗能”半主动控制策略。算例结果表明MR阻尼器能有效地减小桅杆结构的风振反应。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于磁流变阻尼器的层间隔震结构半主动控制研究

提出了一种层间隔震结构的半主动控制模型,建立了其振动控制方程,采用磁流变阻尼器作为控制器来施加控制力,通过编制计算机程序进行仿真分析。研究表明,对层间隔震结构进行半主动控制是有效的,结构的隔震层相对位移和顶层位移反应大大降低,进行半主动控制可以达到与主动控制相接近的控制效果;隔震层阻尼、隔震度和隔震层位置对层间隔震结构的控制有明显影响。     

用主动调频质量阻尼器控制高层建筑的风致振动

本文提出了用于高层建筑风振动控制的主动调频质量阻尼器（ＡＴＭＤ）设计的一种简单方法。从ＴＭＤ的工作原理出发,在物理意义上显式定义主动控制力的构成,基于结构的ＳＤＯＦ模型和广义脉动风力的高斯白噪声假定,在频域的以最小化结构顶层位移方差为设计目标,对控制力增益进行参数优化,得出控制力增益的封闭解,文中提出了以维持ＴＭＤ行程恒定为目标进行参数选择的设计方案,一超高层建筑作为算例给出,数值分析表明,所设计     

高层建筑利用TLD减小风振反应的研究

本文利用调频液体阻尼器（TLD）对高层建筑风振响应进行了控制研究。通过理论计算与分析探讨了TLD中液体质量变化及TLD安装位置的不同对所研究的高层结构风振控制作用的影响，给出了合理的计算结果。     

磁流变调谐液柱阻尼器半主动地震反应控制研究

结构的半主动控制装置是国际上研究的一个热点.磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是一种新型的减振驱动器.文中提出了抑制结构水平振动的MR-TLCD模型,建立了MR-TLCD与结构相互作用的运动方程.在经典线性最优控制(COC)和瞬时最优控制(IOC)算法的基础上,研究了Clipped-optimal半主动控制策略的减振效果,并与被动控制的减振效果进行了对比.结果表明:磁流变式调谐液柱阻尼器的半主动控制能够有效地减小结构的地震反应,且优于被动控制.     

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.     

结构最优主动调谐质量阻尼器风致振动控制的研究

基于我国现行的风荷载规范,建立了在风荷载作用下结构-主动调谐质量阻尼器(ATMD)系统的动力方程。定义ATMD最优参数准则为:结构-ATMD系统的位移或加速度响应方差的最小化。ATMD有效性的评价准则为:设置ATMD结构的最小化位移或加速度响应方差与未设置ATMD结构的位移或加速度响应方差之比(分别称为位移和加速度减振系数)。根据上述准则,在频域内数值研究了结构自振频率、标准化加速度反馈增益系数、质量比对ATMD系统的最优参数(包括最优频率比和阻尼比)、有效性和冲程的影响。此外,为了比较的目的,论文同时考虑了结构TMD风致振动控制的情况。     

地王大厦风振TMD主被动切换混合控制研究

本文采用调谐质量阻尼器对地王大厦这一高层建筑在风荷载作用下的顶点位移进行主被动混合控制，即508重现期风荷载作用下用TMD被动控制，1008重现期风荷载作用下切换为TMD主动控制。理论分析和计算表明，这种控制方式造价低，经济效果佳，以较小的能量输入可取得较优的控制效果。     

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。     

利用TLD减小高柔结构多振型地震反应的研究

本文提出了利多多个调谐液体阻尼器（简称TLDS）减小高柔结构多振型地震反应的方法,给出了TLD的布置方案和计算公式,通过钢框架模拟地震振动台试验和理论分析,验证了本文提出的方法的正确性．     

高层建筑附着升降脚手架风振系数研究

附着升降脚手架是适应高层建筑,特别是超高层建筑施工需要的新型脚手架,近年来,在我国应用较为广泛。风荷载是该类脚手架的主导设计荷载,特别是当爬升至150m高度以上时,风荷载对脚手架的安全使用起着决定性作用。风振系数是脚手架风荷载计算中的重要参数之一。本文通过对脉动风作用下附着升降脚手架与建筑结构共同工作的随机振动分析,得到了附着升降脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数表达式。对本文大量电算结果与现行国家标准和地方规程的有关规定进行了比较分析后认为,脚手架在爬升阶段和下降阶段的风振系数与所附着建筑结构的风振系数有着不同的数值及变化规律。现行国家标准和地方规程对于爬升高度超过100m时将某一位置处脚手架的风振系数用建筑结构在该点的风振系数来近似代替,或根本不计入风振系数的做法,会使得附着升降脚手架的风荷载计算在爬升阶段以及下降阶段产生不同性质或不同程度的误差。本文建议不论附着升降脚手架的使用高度是否已超过100m均应计算脚手架自身的风振系数。     

调谐质量阻尼控制装置在深圳地王商业大厦风振控制中的应用

本文从控制装置实现角度，研究了调谐质量阻尼控制装置的关键技术，其中包括装置的支撑系统、气压弹簧和液压阻尼器。应用这些技术研究了在地王大厦安装HMD装置控制结构风振响应，解决了地王大厦在风荷载作用下总侧移和层间位移角超出我国规范限值的问题。在准确把握结构动力特性和设计准则的前提下，对控制装置的参数进行了设计。系统仿真分析表明，HMD控制装置在地王大厦上应用可以有效降低结构侧向位移。