斜拉索MR半主動控制方法研究.pdf

1、斜拉索質(zhì)量輕、阻尼低、柔性大,極易在風(fēng)雨激振、地震荷載等外界干擾的作用下產(chǎn)生不同機(jī)理的振動,造成斜拉索的振幅過大,嚴(yán)重?fù)p耗建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。因此,如何抑制斜拉索的振動是一個具有重要工程意義的研究課題。
　　 抑制斜拉索振動的被動控制是一種無源控制,對環(huán)境變化缺乏自適應(yīng)性;主動控制存在作動器的安裝位置的疲勞損傷和費用投資高等問題。上述兩種控制方法存在相應(yīng)的弱點,且隨著磁流變阻尼器(magnetorheological damper,

2、MR Damper)的發(fā)展及其在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用,斜拉索振動的半主動控制方法開始了廣泛的研究。采用MR阻尼器作為抑制斜拉索振動的控制裝置,控制效果完全取決于控制算法的設(shè)計。
　　 本文以考慮Irvine參數(shù)的斜拉索和MR阻尼器組成的系統(tǒng)為研究對象,建立了斜拉索-MR阻尼器振動控制的數(shù)學(xué)模型;進(jìn)一步考慮描述MR阻尼器力學(xué)行為的LuGre動態(tài)摩擦模型,建立了改進(jìn)的斜拉索-MR阻尼器系統(tǒng)模型。該模型考慮了阻尼器的動態(tài)特性,能夠更好

3、地描述斜拉索-阻尼器系統(tǒng)的動態(tài)特性。對于新的系統(tǒng)模型,基于Lyapunov直接法設(shè)計了抑制斜拉索振動的半主動自適應(yīng)控制方法;將原系統(tǒng)模型變換為帶有小參數(shù)的奇攝動系統(tǒng),采用奇攝動理論對該系統(tǒng)進(jìn)行分析,得到了另一類半主動自適應(yīng)控制方法?？刂七^程中采用使用范圍更廣和工程上關(guān)心的指標(biāo)—位移均方根VRMS和中點位移來反映阻尼器的減振效果,仿真結(jié)果表明:本文設(shè)計的兩種控制算法均取得了不錯的控制效果,并且隨著阻尼器安裝位置的升高,控制效果愈加明顯。論