基于壓電材料的空間鋼結(jié)構(gòu)振動模糊控制理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、空間鋼結(jié)構(gòu)以其新穎的結(jié)構(gòu)形式、優(yōu)雅的建筑造型和強(qiáng)大的跨越能力而得到快速發(fā)展。但是由于這種結(jié)構(gòu)具有自身形式多樣，造型復(fù)雜多變，桿件和節(jié)點(diǎn)數(shù)目繁多等特點(diǎn)，目前對這種結(jié)構(gòu)的研究一般都集中在靜力性能方面，而對其動力災(zāi)變分析和減震控制方面的研究尚不多見。同時(shí)，由于大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)模型復(fù)雜，難以精確建模，且大跨空間鋼結(jié)構(gòu)屬于本身剛度較小的柔性結(jié)構(gòu)，在風(fēng)或地震等動力作用下容易出現(xiàn)疲勞破壞，結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)也比較敏感，如何采用經(jīng)濟(jì)、可靠的振動控制手段以減

2、少風(fēng)或地震的災(zāi)害損失就顯得非常必要。為此本文以模糊控制法，即不需要建立精確的模型、具有人工智能的方法，來進(jìn)行大跨空間鋼結(jié)構(gòu)振動控制，很好地實(shí)現(xiàn)了其的抗風(fēng)減振目的，控制效果明顯。
　　 本文系統(tǒng)地介紹了壓電材料的基本特性和壓電方程，壓電驅(qū)動器的特性以及模糊控制的原理和結(jié)構(gòu)，全面闡述了模糊控制系統(tǒng)工作的的基本原理和特點(diǎn)及其適用范圍，并將壓電驅(qū)動桿件集成于結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進(jìn)行大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的振動控制。同時(shí)，進(jìn)一步根據(jù)模糊控制的基本原理，

3、提出了一種適合大跨空間鋼結(jié)構(gòu)模糊控制的模糊控制器設(shè)計(jì)方法和工作原理，利用SIMULINK工具箱建立了結(jié)構(gòu)振動控制的分析與計(jì)算流程，并用模糊邏輯工具箱進(jìn)行了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的模糊建模分析。為了驗(yàn)證理論分析的有效性和正確性，進(jìn)行了空間鋼結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)的振動臺試驗(yàn)。根據(jù)理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)并制作了兩個(gè)不同的空間鋼結(jié)構(gòu)模型，對其節(jié)點(diǎn)配重和主元控制桿件的位置進(jìn)行了優(yōu)化，并對主元控制桿件集成于較優(yōu)部位的空間鋼結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了振動臺試驗(yàn)，通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)