ER/MR智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应的半主动控制

本文建立了用ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应半主动控制的设计计算方法。文中，在导出了ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器力学模型的基础上，建立了ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑结构地震反应的基本方程，并根据瞬时最优主动控制的原则，提出了 ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器耦联的带裙房高层建筑地震反应半主动控制的基于最优主动控制位移的“开关－耗能”半主动控制策略。应用本文方法对主楼２０层、裙房５层的计算结构受控地震反应的模拟计算结果表明：耦联主楼和裙房的半主动的ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器可有效地抑制带裙房高层建筑结构地震反应的鞭梢效应．并可均匀地减小结构各层的地震反应，是一种简单、方便和有效的智能控制装置。

MR智能阻尼器试验研究及径向基网络模型

制作了 MR智能阻尼器 ,并在不同的位移 ,速度和电流输入情况下 ,对自制的 MR智能阻尼器进行了性能试验研究 ,建立了 MR智能阻尼器的径向基函数网络模型。结果表明 :神经网络模型能精确的描述阻尼器正向和逆向工作特性 ,并且对液体沉降、液体磁响应时间、蓄能器刚度等因素的影响也能很好的解决。

ER智能阻尼器对结构半主动控制的试验与分析

ER智能阻尼器是一种以可控流体-电流变液为主导材料的结构半主动控制装置。本文通过试验验证了Nioos Makric和本文作者提出的ER智能阻尼器力学模型的正确性。在此基础上,通过对ER半主动控制结构的制震效果分析得到了以下结论:(1)ER智能半主动控制结构的制振效果较大地超过了ER被动控制结构和普通支撑结构。(2)要使ER智能半主动控制结构的制振效果较佳,必须合理选择半主动控制的策略。(3)结构的刚度比K_2/K_1,和电流变液参数η_0、τ_v对ER智能半主动控制结构的制振效果有较大影响。

ER/MR智能阻尼器对空间网壳结构地震反应的半主动控制

本文提出了ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器对空间网壳结构地震反应半主动控制的设计计算方法。文中，在推导了ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器杆件有限单元模型的基础上．建立了设置ＥＲ／ＭＲ智能杆件的网壳结构地震反应的运动方程，应用本文提出的局域半主动控制策略，我们得到了ＥＲ／ＭＲ智能阻尼器对空间网壳结构地震反应半主动控制的计算方法。工程实例的计算结果表明：ＥＲ／ＭＲ智能杆件是一种不会失稳的控制装置，在结构上合理布置ＥＲ／ＭＲ智能杆件和合理选取 ＥＲ／ＭＲ智能杆件的参数可获得较好的减震效果．

应用SMA智能阻尼器的结构模糊控制

利用形状记忆合金(SMA)的弹性模量随温度变化的特性和SMA超弹滞回耗能特性,设计提出一种新型SMA智能阻尼器。采用模糊控制器确定SMA智能阻尼器的SMA丝工作组数,从而瞬时准确地确定SMA智能阻尼器的刚度和阻尼的档位,并有效降低受控结构地震反应。利用MATLAB提供的模糊控制工具箱和Simulink模块建立仿真模型,数值分析某三层框架结构在无控、主动控制和模糊控制三种情况下的地震反应。仿真结果表明:在模糊控制情况下框架结构底层位移和加速度反应幅值分别降低了41%和48%,控制效果显著,接近主动控制的效果,从而验证了所设计提出的SMA智能阻尼器及其模糊控制的有效性与可靠性。

基于SMA-压电摩擦智能阻尼器的空间杆系结构优化控制

基于形状记忆合金(SMA)的超弹性特性和压电陶瓷(PZT)逆压电效应,设计了一种SMA-压电摩擦智能阻尼器。针对遗传算法局部搜索能力差,容易陷入早熟的缺陷,提出了一种改进的遗传算法,并以多模态控制性能指标作为优化准则,对一空间杆系结构的阻尼器布置进行了优化分析。采用线性二次型最优控制(LQR)算法,选取4个阻尼器,分析了未改进和改进后的两种最优布置方案对结构地震反应的控制效果。结果表明,改进后的遗传算法有更好的收敛性,更强的寻优能力,能使阻尼器得到更优的布置位置;改进的遗传算法得到的阻尼器优化布置方案可以更加有效地降低结构的地震峰值反应。

结构-ER/MR智能阻尼器系统试验模型

介绍了“结构 - ER/ MR智能阻尼器系统试验模型”,该系统可进行算法的试验 ,用以检验试验算法的控制效果。以最优速度反馈半主动控制策略为例 ,说明用文中所提出的试验模型进行试验的方法。

ER智能阻尼器的试验研究

对ER智能阻尼器的结构设计、阻力公式推导简要介绍的基础上,通过改变其电流变液的种类、电压的大小、电场的面积以及电极间的距离等结构参数,对所设计的电流变智能阻尼器进行了试验研究,分别测定了阻尼器阻力的变化。试验结果及分析对ER智能阻尼器的结构设计有重要的参考价值。

ER/MR智能阻尼器结构的研究现状

ER/ MR智能阻尼器是一种以智能材料为工作介质的自适应结构 .本文综述了其结构形式的研究现状 。

磁流变智能型阻尼器(MR)的研究

文中首先提出了控制斜拉桥拉索振动的必要性以及目前存在的三种主要控制措施:空气动力措施,构造措施与机械阻尼措施.既而引出了近几年来蓬勃发展起来的,作为机械阻尼措施之一的磁流变智能型阻尼器(MR),其次介绍了磁流变智能型阻尼器(MR)的结构原理和工作机理,并预测了其广阔的应用前景.

压电材料智能摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振反应的半主动控制

压电材料是一种新型智能材料。本文将压电材料和被动摩擦阻尼器相结合设计出一种新型智能摩擦阻尼器，并采用基于经典最优控制理论的半主动控制策略对高耸钢塔结构风振反应的控制进行了研究，对国内即将兴建的第一高钢电视塔──合肥翡翠电视塔进行了算例分析。为满足摩擦阻尼器对高耸钢塔结构风振控制的特殊需要、文中还建立了房耸钢塔结构的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型，并在形成广义控制力作用位置矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对位移的过程中综合地运用了这两种力学模型。本文研究表明，压电材料智能摩擦阻尼器可以有效地抑制高耸钢塔结构的风振反应。

安装智能摩擦阻尼器的高层建筑结构振动控制一般算法

基于二次型控制目标函数的最优控制理论,从目标函数的泛函变分出发,用序列最优算法对目标函数进行求解,得到摩擦阻尼器最优正压力系数表达式,依此可以计算出比较精确的正压力数值解,并根据智能摩擦阻尼器的出力饱和与防止阻尼器锁死两种情况对正压力进行修正.算例表明这一算法对摩擦阻尼器的控制是有效的,可以发挥摩擦阻尼器的摩擦耗能功能,结构的层间位移和层间相对速度的峰值比未安装阻尼器时的地震响应峰值均得到明显降低.

智能型隔震系统和电流变体阻尼器设计

电流变体（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＲｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＦｌｕｉｄ，简称ＥＲＦ）的屈服应力τｙ能随电流强度变化而变化，利用它的这个独特性能，可以制成智能型阻尼器，其阻尼力的大小也可根据需要随时改变。若把它用于隔震结构中，与其它隔震装置一起就可形成智能型的隔震系统。

基于智能压电摩擦阻尼器的Benchmark模型风振响应半主动控制

在改进的Pall摩擦耗能器的基础上设计了一种智能压电摩擦阻尼器,并分析了其阻尼力模型。利用设计出的智能摩擦阻尼器,采用基于经典线性最优控制理论的半主动控制策略对Benchm ark模型的风振响应控制进行了研究。结果表明:智能压电摩擦阻尼器对标准风振控制模型的半主动控制效果较为明显,相对于无控结构来说能有效降低结构的风振响应。此外,本文对基于限界Hrovat最优控制算法的半主动控制系统的参数优化进行了分析,说明了该半主动控制系统对Benchm ark模型阻尼的不确定性具有很好的鲁棒性,而对刚度的不确定性则表现出一定的敏感性。

MR阻尼器对桅杆结构风振响应的模糊控制

采用双输入单输出的模糊控制策略,研究了MR(Magnetorheology)阻尼器对桅杆结构风振响应的模糊控制问题,并进行了模拟仿真分析.结果表明,模糊控制是一种有效的控制策略,其控制效果优于基于位移的半主动控制.

两种半主动MR阻尼器对电视塔的风振控制

依据MR智能阻尼器的力学模型,以合肥翡翠电视塔为工程背景,研究MR智能阻尼器对电视塔结构风振反应的控制效果。分别采用了2种半主动控制策略一种是基于现代最优控制理论的LQR半主动控制,另一种是基于局部反馈的模糊半主动控制策略。计算实例结果分析表明采用MR智能阻尼器对结构进行半主动控制能有效地减小电视塔结构的风振反应。

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。

用含苯甲酸甲氧基苯酯的聚硅氧烷组成均相电流变液及其智能阻尼特性的研究

在合成并表征含苯甲酸甲氧基苯酯的侧链液晶聚硅氧烷高分子的基础上,制备了均相电流变(ER)液及其智能阻尼器.测试了ER液及其智能阻尼器在室温下的性能.结果表明,用含苯甲酸甲氧基苯酯的侧链液晶聚硅氧烷能组成在室温下表现出较强ER活性的均相ER液,它在外加电场E=2.2kV/mm,剪切速率为300s-1时,剪切应力达到1550Pa;增加E和振动频率,均相ER液智能阻尼器的阻尼力均增加,阻尼效果提高.

ER阻尼器及其在结构地震反应控制中的应用

电流变体在电场的作用下液体粘度增加,可由液体变为类似的固体,它的屈服应力τ_y随着电场强度的增加而增加,利用这一性质,可以制成智能型阻尼器,用于结构地震反应控制。笔者主要介绍ER流体的性质、本构关系,概述ER流体阻尼器的设计以及它在结构地震反应控制中的应用。

机器人仿生膝关节的计算力矩加比例微分反馈控制

磁流变阻尼器控制的四连杆关节瞬时转动中心是变化的,仿生特性好,但机构模型复杂,模拟人腿关节运动时变轨迹跟踪较为困难。基于此,提出行走机器人四连杆仿生膝关节机构,建立虚拟样机、机构动力学简化模型和磁流变阻尼器Bingham模型。基于瞬时转动中心和简化的关节几何中心,引入大小腿长度变化以减少模型误差。设计计算力矩加比例微分反馈控制算法来控制关节摆动。采用Lyapunov方法,分析在模型存在误差情况下,控制算法的收敛性和跟踪误差大小。在虚拟样机上对阻尼力和关节摆动运动进行仿真,在样机上对控制算法进行验证。试验结果表明,引入瞬时中心和几何中心,可降低模型误差,控制算法轨迹跟踪精度能满足行走机器人行走要求。