基于結構振動的儲換能型混合控制系統(tǒng)關鍵技術的研究.pdf

1、土木工程結構振動控制可以有效地減輕結構在車輛、風、海浪、流水和地震等荷載作用下的反應和損傷積累，能夠有效地提高結構的抗振能力和抗災性能。
　　本文針對以往土木工程結構振動控制系統(tǒng)存在的不足，提出一種新型的以無刷直流電機為作動部件，集主動質(zhì)量阻尼(AMD)控制功能、主動變阻尼(AVD)控制功能于一體的儲換能型混合控制系統(tǒng)。本文通過引入無刷直流電機作為主動變阻尼控制的作動部件可以實現(xiàn)更寬范圍的阻尼力跟隨，同時也實現(xiàn)了AMD控制和AVD

2、控制作動裝置的統(tǒng)一，這在很大程度上降低了系統(tǒng)研制的成本，提高了系統(tǒng)的通用性。本文的另一個創(chuàng)新點是針對系統(tǒng)提出的儲能要求研制了儲能升壓電路，電路的主要作用是實現(xiàn)能量的有效存儲，并且在系統(tǒng)電源失效時為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的后備電源，提高系統(tǒng)在災害條件下的可靠性。
　　本文對實現(xiàn)系統(tǒng)各種功能的關鍵性技術進行了大量的理論分析和仿真與實驗層面上的研究；首先，根據(jù)結構振動控制系統(tǒng)的計算模型推導出了系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式，并在仿真層面上對設計的土木工程結

3、構振動控制算法(LQG最優(yōu)控制算法)進行了優(yōu)化處理；其次，本文對采用無刷直流電機實現(xiàn)AVD控制功能的機理進行了縝密的分析及仿真研究,以此驗證無刷直流電機作為AVD控制作動部件的可行性；第三，系統(tǒng)的儲能功能是通過無刷直流電機的發(fā)電工況實現(xiàn)的，然而直流發(fā)電機在轉速較低時輸出的電壓偏低可能無法實現(xiàn)儲能，形成所謂的儲能死區(qū)，為了解決這一問題，本文采用半控整流加脈寬調(diào)制技術實現(xiàn)電壓的提升，并在理論分析、仿真和實驗層面對這一過程的實現(xiàn)機理進行了驗證