磁流变式调谐液柱阻尼器抑制结构地震作用半主动控制

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是由调谐液柱阻尼器(TLCD)和磁流变液阻尼器(MRD)组成的新型半主动控制装置。依据Lagrange方程建立了MR-TLCD与单自由结构耦合运动方程,基于线性二次型经典控制计算出最优主动控制力,采用Bang-Bang、离复位以及限界Hrovat最优控制三种算法来实现半主动控制策略,以Northridge地震动为例在Matlab/Simulink模块下进行了仿真计算。结果表明三种半主动控制策略中离复位控制最优,限界Harvot,Bang-Bang次之,且都优于被动控制效果。相对位移控制效果好于相对加速度,均方根值效果好于峰值效果。但MR-TLCD抑制结构受到此类特征周期地震作用时有放大加速度峰值可能。

磁流变式调谐液柱阻尼器的两级双态半主动控制

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是由调谐液柱阻尼器(TLCD)和磁流变液阻尼器(MRD)组成的新型半主动控制装置。依据Lagrange方程建立MR-TLCD与单自由度结构耦合动力方程,从耗能受力角度详细阐述MR阻尼力、TLCD液体恢复力是阻尼力还是负阻尼力。基于MTALAB/Simulink工具箱,仿真分析单自由度被控结构受风致振动时简单双态控制、离复位控制和两级双态控制三种半主动算法下的减振效果。结果表明提出的两级双态控制算法效果最优,离复位控制次之,简单双态控制远好于被动控制效果。综合考虑MR-TLCD与被控结构组成的动力系统,两级双态控制最趋于稳定。三种控制算法均显示良好控制效果,且结构位移控制效果略好于结构加速度。

SDOF-磁流变式调谐液柱阻尼器系统半主动控制试验研究

结合磁流变(MR)阻尼器与调谐液柱阻尼器(TLCD)特点,研制具有半主动控制性能的磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)。基于Bingham模型,设计旋转剪切式MR阻尼器;依据Langrage方程,建立带有阻尼比修正系数的MR-TLCD、MR-TLCD与单自由度(SDOF)结构耦合动力方程。从耗能受力角度,分析该系统的简单双态控制算法。制作SDOF结构与MR-TLCD系统的半主动控制试验装置,实现系统的简单双态控制的半主动控制试验。从SDOF结构的位移峰值、MR-TLCD峰值响应、结构时程曲线对比、MR-TLCD半主动控制实时阻尼力方面,分析半主动控制算法的实时试验效果。结果表明MR-TLCD半主动控制装置具有明显的减振效果,在简谐荷载作用下,结构位移峰值和加速度峰值减振百分比达45%。

磁流变调谐液柱阻尼器半主动地震反应控制研究

结构的半主动控制装置是国际上研究的一个热点。磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是一种新型的减振驱动器。文中提出了抑制结构水平振动的MR-TLCD模型,建立了MR-TLCD与结构相互作用的运动方程。在经典线性最优控制(COC)和瞬时最优控制(IOC)算法的基础上,研究了Clipped-optimal半主动控制策略的减振效果,并与被动控制的减振效果进行了对比。结果表明:磁流变式调谐液柱阻尼器的半主动控制能够有效地减小结构的地震反应,且优于被动控制。

可调频调液柱型阻尼器振动控制参数研究

本文介绍了建筑结构利用可调频调液柱型阻尼器(TLCD)减小结构振动的控制系统,由于增设了频率控制装置,增加了TLCD的应用范围。文中阐述了利用TLCD系统减振的基本原理,确定了有关的影响参数并介绍了建筑结构利用TLCD进行振动控制的计算方法。

调谐液柱阻尼系统的半主动模糊控制

基于模糊控制理论,提出了一种新的控制策略和相应的算法,以解决结构使用TLCD(Tuned Liquid Col-umn Damper)阻尼器实施半主动控制的动力减振问题。在TLCD半主动控制系统中,液体对结构的反作用主要取决于液流的运动状态,它直接影响着结构的减振效果。由于液体和结构相互作用的复杂性,目前如何确定每一瞬时的液力阻尼系数,使液体运动处于最佳状态,仍是一个十分困难的问题。本研究的重点集中在控制策略的确定和模糊控制理论的应用上。通过液流运动,液体对结构的作用在形式上相当于施加了两个间接力:“液动阻力”和“势力”。根据二者对结构运动有利与否和结构的具体运动过程,确定出了相应的控制策略,并在此基础上发展了模糊控制规则。数值计算采用一个简化为单自由度系统的结构,使用了TLCD阻尼器实施半主动控制。在数值模拟中,一个模拟风作用的组合谐波被用来激励该系统。数值计算结果说明了TLCD半主动控制系统应用模糊控制理论的可行性和有效性。

调谐液体柱型阻尼器减振系统的研究

介绍建筑结构利用调谐液体柱型阻尼器（ＴＬＣＤ）进行结构减振的半主动控制系统．阐述利用ＴＬＣＤ系统减振的基本原理，确定有关的影响参数；介绍高层建筑结构利用ＴＬＣＤ进行半主动控制的方法．数值分析表明，利用ＴＬＣＤ可以达到很好的减振效果．

建筑结构利用调液柱型体阻尼器减振控制的研究与应用

由于高层建筑及结构的刚度、阻尼降低，结构比较柔，使得其在风荷载和地震作用的作用下产生振动和大幅变形。利用调液柱型体阻尼器减少高层建筑及高耸结构的振动反应是一种新的减振抗震方式，并具有显著成效。

调液阻尼器对偏心结构扭转耦联振动控制的试验研究

通过振动台试验来验证调液阻尼器对偏心结构扭转耦联振动反应的减振效果及理论分析的正确性。设计了一个二层的单向偏心钢结构模型,在结构的顶层放置一个调液柱型阻尼器(TLCD)和一个环形调液阻尼器(CTLCD)并对其参数进行优化设计,在振动台上,分别对结构无控时的反应和设置调液阻尼器后的反应进行试验研究。通过分析结构模型在地震波作用下的加速度和位移响应,结果表明,调液阻尼器能有效抑制结构的在地震作用下的扭转耦联振动,而且同时设置TLCD和CTLCD的减振效果要好于单独采用TLCD或CTLCD时的减振效果。

调液阻尼器对结构扭转耦联振动控制的优化设计

提出了利用调液柱型阻尼器(TunedLiquidColumnDampers,简称TLCD)和环形调液阻尼器(CircularTunedLiquidColumnDampers,简称CTLCD)来控制偏心结构在多维地震作用下扭转耦联振动的方法。采用遗传算法,在双向地震作用下,对调液阻尼器的相关参数进行优化。选取了两种目标函数,一种只考虑最大的楼层反应,另一种考虑结构所有自由度的反应。用一个12层的偏心结构作为算例,进行优化计算,结果表明,采用第二种目标函数得到的阻尼器的参数,能有效降低结构的平动反应和扭转反应。

基于MR阻尼器的结构振动半主动跟踪控制

在分析磁流变液智能阻尼器用于结构振动半主动控制的常用控制算法的基础上,提出了一种基于线性二次型最优控制的跟踪控制策略,并与限幅最优控制、状态跳跃控制等控制算法进行了比较和分析。计算机仿真分析结果表明,这种算法优于限幅最优控制算法,能达到接近状态跳跃控制算法的效果,并能弥补工程应用中需要选取速度跳跃限值的不足。

调谐液柱式减振器——新颖的建筑抗振装置

本文介绍一种新近发展起来的调谐液柱式减振器TLCD阻尼系统,可用在塔型结构中,消除由风或地震引起的振动,如高层建筑和悬索桥的桥塔。该阻尼系统通过一个筒状容器申液体的运动和因孔洞使液压损耗的原理,来吸收结构振动的能量。本文中选择两幢已采用了TMD动力阻尼器的高耸建筑作为应用实例。

采用神经网络半主动TLCD对海洋固定式平台的振动控制

本项工作为研究半主动调液柱型阻尼器(TLCD)对固定或海洋平台的减振控制方法。首先建立TLCD-平台结构系统在地震和波浪作用下的运动方程,给出了半主动控制策略,即不断地调整TLCD的开孔率,使其能对平台结构达到最优的减振效果。由于TLCD中液体运动具有较强的非线性,用神经网络实时调节TLCD的开孔率,并通过数值算例验证了该方法的有效性。

可变阻尼结构的非线性半主动控制算法

对于安装连续可调粘滞阻尼器的工程结构,直接以可变阻尼为控制量,则受控结构可由一双线性系统来表示,基于线性二次型(LQR)最优控制,该文提出了一种非线性半主动控制算法,该算法需要求解Lyapunov矩阵方程。以3层剪切型受控结构为例,探讨在不同的可变阻尼器最大粘滞阻尼系数与支撑刚度组合下,控制算法对结构地震响应的减震效果,并与控制器阻尼系数始终取为最大值的被动控制效果作了对比。

基于市场机制的TLCD半主动控制方案

基于市场机制控制是利用市场来模拟复杂的控制系统,用销售商和消费者来代替控制器和受控结构,从而将整个控制系统离散化,对结构的振动实施有效的控制。本文将基于市场机制的控制理论应用于TLCD半主动控制,提出了一种新的TLCD的半主动控制方案,即基于市场机制的TL CD半主动控制方案。首先建立TLCD-结构控制体系的运动方程,给出了半主动控制方案,用一个单自由度结构为例来阐述基于市场机制的TLCD半主动控制方案并对控制系统进行分析。然后用一个五层结构来验证这种方法的有效性。结果表明,基于市场机制的半主动TLCD开关控制不仅减振效果好,而且节约能量,简单易行,便于在实际工程中应用。

半主动变刚度TLCD减振控制的研究

为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。

半主动TLCD对固定式海洋平台的离散神经网络滑模控制

主要研究了半主动调液柱型阻尼器(TLCD)对固定式海洋平台的离散神经网络滑模变结构控制方法。首先建立了平台结构-TLCD控制系统微分方程及其离散化状态空间表达,然后阐述了基于神经网络的滑模变结构控制的基本算法和控制策略,最后应用该神经网络滑模变结构控制策略对一个已建成的实际海洋平台结构的TLCD半主动控制问题进行了数值仿真分析。仿真分析的结果证明了该方法的有效性。

爆炸荷载下建筑结构的振动控制及分析

为了提高爆炸荷载作用下建筑结构的安全性,采用调谐液柱阻尼器(TLCD)作为被动和半主动控制装置,分析了TLCD-结构的抗爆性能。基于TLCD的力学性能,建立了爆炸荷载作用下TLCD-结构的动力学方程;提出了可行的半主动控制策略;对12层框架结构在爆炸荷载作用下的动力响应进行仿真分析。结果表明:TLCD装置能够有效地控制结构在爆炸荷载作用下的动力响应;半主动控制效果明显优于被动控制效果。