形状记忆合金在结构振动控制中的应用

形状记忆合金是一种在结构振动控制领域具有广阔应用前景的智能材料，本文结合形状记忆合金的形状记忆效应，超弹性效应和高阻尼特性等特点，分别从结构的被动控制，主动控制及智能控制三个方面系统总结了形状记忆合金的研究现状，最后指出了需进一步研究的方向。     

智能结构模态控制实验研究

独立模态控制方法原理明确,实现简单,是智能控制的常用算法,根据一个3层框架结构智能控制实验,介绍了模态控制理论及实现方法,阐述了压电堆工作原理,根据压电堆受压性能好的特点设计了一种将拉力转化为压力的主动元件,给出了压电堆工作的检测方程和控制方程。通过对实验数据分析,可以看到,通过对结构进行主动控制,相应的模态位移和加速度得到了良好的抑制。     

磁流变智能隔震系统研究与应用现状

磁流变智能隔震系统作为一种新型隔震减震系统,克服了传统被动隔震结构的隔震层一经确定其性能参数将无法改变的缺点,可以同时对上部结构加速度和隔震层位移反应进行有效控制,因而适用于城市中大量重要建筑的地震反应控制.文中对其进行了研究与应用现状的介绍,具体包括磁流变阻尼器的研制、智能控制算法的编制和振动台试验研究等几部分,其中包括国内外取得的一些最新研究成果,还对该技术在工程中的应用情况进行了介绍.     

结构可变阻尼半主动控制

本文阐述了结构半主动控制的概念，并介绍了国内外有关结构半主动控制的研究状态，阐述了几种有关结构半主动控制的算法，包括基于经典最优控制的控制律及算法，基于变结构系统理论的滑动模太控制算法和非线性奇次系统的ｂａｎｇ－ｂａｎｇ控制算法。重点阐述了变结构系统理论和滑移面的确定及控制律的设计。     

土建结构振动控制研究进展

介绍了结构控制研究的任务,主要的减振装置,结构的主动控制和被动控制,结构的开环和闭环控制及其相应的算法;对土建结构控制研究的进展进行了综述,并列举了土建结构振动控制工程应用实例;对土建控制研究的内容,研究方法和研究队伍等提出了建议。     

基于电磁摩擦控制装置的被动智能控制研究

本文将电磁摩擦控制装置应用于结构被动智能控制。分析了电磁摩擦控制装置的恢复力特性及影响参数，建立了被动连续变刚度体系的理论模型，推导了受控结构系统的一般方程，进行了模型结构的被动智能控制仿真分析。从理论上验证了：电磁摩擦控制装置用于结构被动智能控制具有良好的控制效果。     

基于无能源磁摩擦控制装置的被动智能控制研究

将无能源磁摩擦控制装置应用于结构被动智能控制。分析了无能源磁摩擦控制装置的恢复力特性及影响参数，建立了被动连续变刚度体系的理论模型，推导了受控结构系统的一般方程，进行了模型结构的被动智能控制仿真分析。从理论上验证了无能源磁摩擦控制装置用于结构被动智能控制具有良好的控制效果。     

结构非弹性动力响应的力模拟法

提出了基于力模拟法研究受动力荷载作用的结构非线性特性的一种新的算法，与传统改变刚度矩阵的方法不同，该算法是通过改变结构位移场来进行非弹性分析。结构的每一个非弹性变形代表一个自由度，因而结构所有的非弹性特性可通过一个方程表示。这个算法在计算时间上是非常有效的，因为它仅需使用初始刚度矩阵，且当运动动力分析中的状态空间数值积分法时，可以达到很高的数值精度。而且，这个算法在分析结构应变硬化性质、弹塑性性质和应变软化性质时都是稳定的。通过将这种算法与已有的非弹性动力分析软件程序相比较，说明了这个算法是的、高效的。最后，通过对一个6层医院建筑动力响应分析的应用，演示了该算法在分析实际结构中的完整的非弹性分析过程。     

生命线工程系统抗震可靠度算法复杂性及简化原则

研究了生命线工程系统抗震可靠度常规算法的适用性，定义了算法的时间复杂性和结构复杂性，分析了使可行算法失效的原因，给出了回路分解公式，提出了优先降低结构复杂性的简化原则。     

单层网壳结构振动压电控制分析与试验研究

通过试验,研究自主研发的压电主动杆件在单层网壳结构中的主动智能控制问题.利用集传感器、作动器和承受荷载等功能于一体的压电主动杆件,对网壳结构的地震响应振动实施主动智能控制.结果表明,这种压电主动构件作为网壳结构的内在控制源,可以有效地控制网壳结构的地震响应,起到抑制网壳振动的作用.     

基于市场机制结构控制策略的研究和应用进展

半主动控制装置以其廉价、耗能低及控制稳定性好的优势成为目前结构控制领域的研究热点,由此势必产生具有大量半主动控制装置形成的复杂的结构控制系统,但足对于由大量半主动控制装置组成的结构控制系统,其形式非常复杂。相比于传统的集中式控制策略,分布式控制策略更适应此类复杂系统的控制要求。而基于市场机制的控制策略（Market-basedControl,简称MBC）属于分布式控制策略,它利用市场来模拟复杂的控制系统,用销售商和消费者来代替控制器和能源输出,从而将整个控制系统离散化,利用自由市场经济对有限资源合理分配的特点,对结构的振动实施高效的控制。介绍了分布式控制的概念,回顾了基于市场控制理论的发展过程,重点介绍丁其在土木工程领域的应用,存在的问题及未来发展方向。     

Effectiveness of structural control based on control energy perspectives

A computational algorithm for maximizing the control efficiency in actively controlling the elastic structural responses during earthquake is proposed. Study of optimal linear control using a single degree of freedom shows that applying active control is very effective in reducing the structural displacement and velocity responses for long‐period structures, but at the same time it has an adverse effect in increasing the absolute acceleration response. The extent of this adverse effect reduces the effectiveness of the control system, and therefore it poses a limit on the maximum control force in order to provide maximum control efficiency. In view of this shortcoming, maximum control energy dissipation is used to define the most effective optimal linear control law. Less displacement and velocity response are expected as larger control force is applied, but there is always a limit that maximum control energy can be dissipated. This study shows that this limit depends on the structural characteristics as well as the input ground motion, and a general trend is that the maximum control energy decreases as damping increases. Finally, application of the proposed algorithm on a six‐storey hospital building is presented to show the effectiveness of using optimal linear control on a multi‐degree‐of‐freedom system from the control energy perspectives. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

Hybrid structural control using viscoelastic dampers and active control systems

Viscoelastic (VE) dampers and active control (AC) systems are studied together as a hybrid system for their effectiveness in reducing the response of seismic structures. VE dampers have properties which are both frequency and temperature-dependent. On the other hand, AC systems for seismic structures require rather large control forces in order to be effective. The possibility of combining VE dampers and AC systems to improve the performance of both systems is examined. It is found that for the same response reduction, the addition of VE dampers to an AC system reduces the required control forces considerably, which reduces the cost of the AC system. The addition of the AC system helps improve the velocity performance of VE dampers and considerably reduces the possibility of shear failure of the viscoelastic material. Two procedures for evaluating the damping effect of the VE dampers are suggested which can be applied to either shear-type or framed structures. Two control algorithms based on drift and velocity/acceleration feedback are compared to existing algorithms. A method of determining the weighting matrices of an AC system is presented which reduces the required control forces for certain control algorithms.     

基于半主动控制的MR阻尼器控制力优化

本文研究半主动控制系统中磁流变(MR)阻尼器的控制力优化问题,从而提高MR阻尼器的半主动控制效果。文中首先建立了多自由度结构MR阻尼器控制系统的运动方程;然后根据MR阻尼器的出力特性提出了结构控制的半主动控制律,并对控制率中MR阻尼器的最大控制力设计值提出了不同的优化取值方法;最后仿真分析了MR阻尼器的不同最大控制力设计值对不同自由度结构的控制效果。研究表明,当设计值取最优控制力的平均绝对值或均方根值时,MR阻尼器的最大控制力比最优控制力的最大值降低了85%,而控制效果降低不多,可以满足对结构的控制要求;降低最大控制力设计值后,不但可以充分发挥MR阻尼器的出力性能,而且可以缩小MR阻尼器的设计尺寸,便于工程应用。     

H∞优化控制理论在半主动控制中的应用

着重研究了变阻尼半主动控制在降低结构振动响应中的控制效果，在确定可变阻尼的阻尼系数时采用了控制效果较好的H∞优化控制策略，并将这种控制策略与传统控制方法进行了比较，通过数值分析比较了被动控制、主动控、半主动控制情况下结构的最大相对位移与结构的最大绝对加速度响应。并通过分析得出如下结论：(1)在被动、主动、半主动控制方法中主动控制的控制效果最好；(2)对于刚性结构，增大结构的附加阻尼可以同时降低结构的最大相对位移和最大绝对加速度响应，应用被动控制能取得较为理想的控制效果，而半主动控制的控制效果是值得怀疑的，在应用时应慎重考虑；(3)对于柔性结构，增大附加阻尼在降低结构的最大相对位移响应的同时，却增加了结构最大绝对加速度响应，而采用半主动控制能够同时降低结构的最大相对位移和绝对加速度响应，半主动控制效果明显；(4)在柔性结构中采用半主动控制方法能取得与主动控制相近的效果；(5)由于H∞优化控制是对最坏情况下瞬时能量的优化控制，因此H∞半主动控制的控制效果要优于传统LQR控制。