回转式振动控制装置参数优化设计

针对直线AMD行程受限的问题,引入“旋转”的概念,结合直线电磁AMD驱动方式,提出了电磁驱动的回转式振动控制装置(RVCD)。RVCD利用质量块在轨道上做回转运动为结构提供主动控制力,从而减小土木工程结构在服役过程中受到外界干扰时的振动响应。由拉格朗日方程,建立了结构和装置耦合系统的力学模型,通过无量纲化处理以及全局坐标变换,将其转化为一种简化的级联规范型系统,采用滑模控制算法设计了该非线性系统的控制器。通过仿真,验证了结构RVCD控制系统在参数存在不确定性和受到外界干扰时良好的控制效果和鲁棒性。同时仿真结果表明,该控制器的减振效果对装置物理参数的改变具有不敏感性,并能够有效解决直线AMD的行程问题。最后,针对滑模控制算法中多参数的取值问题,从AMD做负功的角度构造了目标函数,提出了一种基于粒子群算法的优化方法。优化后结果表明,RVCD能够有效承担输入到结构的能量,从而减轻结构自身的地震响应。

基于虚功原理的移动荷载识别积分方程法

移动荷载识别是桥梁结构健康监测的关键研究内容,基于运动微分方程的荷载识别算法在求解稳定性及噪声鲁棒性上需进一步改进。建立模态运动方程并运用虚功原理得到等效积分方程,将结构响应用勒让德多项式进行参数化表达,结合分部积分法将积分方程转化为代数方程求解。研究多种荷载形式在不同噪声工况下的相关参数对识别精度的影响,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。该方法丰富了移动荷载识别的理论研究,对于桥梁荷载在线识别具有工程实用价值。