施工階段斜拉橋主動控制模型試驗研究.pdf

1、在過去一段時間里,主動控制成為結(jié)構(gòu)工程研究熱點之一,尤其對抑制強風(fēng)和地震產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)振動,研究非?；钴S。處于施工狀態(tài)的斜拉橋上部結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足必須的設(shè)計荷載外,還應(yīng)考慮地震、風(fēng)等外荷載引起的結(jié)構(gòu)振動,以保證有較好的施工質(zhì)量的作業(yè)環(huán)境、施工人員工作時的舒適性、施工器械以及上部結(jié)構(gòu)的安全性,因此有必要安裝阻尼器等輔助措施,特別在施工過程中主塔獨立、主梁單懸臂及全懸臂等抗風(fēng)和抗震性能較差的階段,減振措施更為重要。
　　 本文首先以一個簡易

2、二層框架模型為對象,采用拉哥朗日方法建立了包含AMD參數(shù)的系統(tǒng)運動方程,對二自由度結(jié)構(gòu)進行了主動控制設(shè)計。采用多種控制算法,包括極點分配法、LQR、LQG和H∞等方法配合Kalman濾波器對結(jié)構(gòu)進行控制,仿真計算結(jié)果表明,采用LQG方法效果最優(yōu)。之后進行振動臺試驗。研究發(fā)現(xiàn),對無彈簧連接的AMD控制設(shè)計時,應(yīng)對狀態(tài)空間中AMD的位移分量進行處理,以便保證控制的穩(wěn)定性。
　　 之后針對雙懸臂施工狀態(tài)的斜拉橋模型的振動控制進行了試驗

3、研究。首先建立了斜拉橋模型的有限元模型,采用小波分析方法識別了結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù),并通過模型修正方法改善了有限元模型的精度,該模型用于進行控制器設(shè)計。
　　 理論研究表明,斜拉橋?qū)ΨQ雙懸臂施工狀態(tài)時,在沒有安裝輔助墩前橫橋向包含2階重頻模態(tài),通過結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可控性、可觀性分析可知,至少須在主、邊跨兩端各安裝一個AMD和一個傳感器才能達到理想的主動控制效果。
　　 控制算法采用了LQG和H∞方法,以主梁兩懸臂端位移和加速度為控制輸出