機(jī)敏混凝土結(jié)構(gòu)的溫差、變形自調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、混凝土是土木工程中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)材料，重大工程結(jié)構(gòu)的使用期長(zhǎng)達(dá)幾十年、甚至上百年。但常見的混凝土工程結(jié)構(gòu)往往處在環(huán)境、氣候較為惡劣的情況下，尤其是水工混凝土建筑物如混凝土壩等結(jié)構(gòu)，溫度荷載是其主要荷載之一，溫度的正負(fù)交替會(huì)引起結(jié)構(gòu)的不均勻變形、裂縫、凍融破壞、疲勞破壞等。另外，混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的服役過(guò)程中，由于荷載的作用、徐變、結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫差等多種因素的影響，存在結(jié)構(gòu)變形，這種變形有時(shí)會(huì)影響結(jié)構(gòu)的正常工作。因此，重大土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)

2、施的控制方法與技術(shù)已成為土木工程領(lǐng)域的重要研究課題。 以混凝土結(jié)構(gòu)的溫差、變形自調(diào)節(jié)為目的，在分析了連續(xù)碳纖維混凝土疊層梁傳感和作動(dòng)功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行了機(jī)敏混凝土溫差、變形自調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的研究。本文的主要成果及創(chuàng)新之處如下： 1、采用一階慣性延遲環(huán)節(jié)擬合得到混凝土梁結(jié)構(gòu)溫差自調(diào)節(jié)系統(tǒng)中被控對(duì)象的傳遞函數(shù)，分析得出影響其變化的主要因素是對(duì)流換熱系數(shù)的波動(dòng)； 2、研究了機(jī)敏混凝土疊層梁電熱驅(qū)動(dòng)的動(dòng)

3、態(tài)響應(yīng)，得出采用先以較大功率輸入，當(dāng)溫差達(dá)到期望溫差附近時(shí)變換功率來(lái)維持的過(guò)程控制方式能較大地提高調(diào)節(jié)速度，但會(huì)因功率變換時(shí)間點(diǎn)的差異而出現(xiàn)不同程度的超調(diào)。 3、分別采用PID和模糊控制策略設(shè)計(jì)了溫差自調(diào)節(jié)控制器，，通過(guò)MATLAB仿真研究得出：PID方式具有更快的調(diào)節(jié)速度，但對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化較敏感，適合系統(tǒng)與外界對(duì)流交換較微弱，對(duì)流參數(shù)波動(dòng)不大時(shí)的調(diào)節(jié)；模糊控制能夠適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)在較大范圍內(nèi)的變化，適合對(duì)流參數(shù)波動(dòng)較大時(shí)的調(diào)節(jié)。