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《武汉理工大学》 2006年
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磁流变阻尼器的桥梁振动控制

常银昌  
【摘要】:大跨度桥梁的大量兴建和高效能建桥材料的广泛应用,桥梁结构的振动问题日趋突出。作为交通枢纽及生命线工程的桥梁,其振动问题不仅关系到车辆的正常安全运行,而且关系到发生灾害后求援工作能否顺利开展。结构振动控制作为一种积极主动的对策,依靠控制系统与结构的联合工作来抵御外部的动力输入,从而有效地减小结构的动力响应。 MR(Magneto-rheological Fluid)阻尼器是近年来随着智能材料的发展受到广泛关注的新型阻尼器。它是一种通过调整磁流变阀中的磁场强度,来达到调节阻尼参数目的的智能装置。与机械式可调阻尼器相比减少了阀门部分的的机械装置,系统更趋可靠。 本文提出一种新的装置,把MR阻尼器应用在桥梁的振动控制中,减小桥梁的竖向振动,并通过算例分析桥梁在移动荷载作用下的振动控制效果,验证用这种装置控制桥梁的竖向振动是行之有效的。本文主要做了以下的主要工作: (1) 桥梁振动系统建模。系统地介绍了车桥动力系统建模的演变过程,从简单到复杂,分别建立了简支桥梁在移动简谐荷载、移动簧上质量作用下的桥梁振动方程。 (2) MR阻尼器模型仿真。采用MR阻尼器进行结构的振动控制时,建立较为精确的MR阻尼器动力学模型是设计控制策略和获得良好控制效果的关键因素之一,也是阻尼器模型的输出和控制仿真分析具有较高可信度的有力保障。本文首先介绍MR智能阻尼器的平板模型,并介绍了目前国内外比较常见的MR阻尼器力学模型。然后使用matlab/simulink软件建立MR阻尼器现象模型,进行仿真计算。 (3) 算例分析。振动控制设计中控制策略直接决定着控制效果。通常磁流变阻尼器的半主动控制策略是建立在主动控制理论基础之上的。本文算例利用线性二次型最优化(LQR)算法解算出结构在外界激励作用下的最优控制力,然后结合当前阻尼器的状态,利用开关控制算法(半主动控制算法)计算出阻尼器的当前出力,用于控制桥梁的振动。通过分析桥梁在不同荷载下的控制效果,验证了MR阻尼器控制桥梁振动的可行性。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U441.3

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【引证文献】
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【二级引证文献】
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1 常银昌;磁流变阻尼器的桥梁振动控制[D];武汉理工大学;2006年
2 高志;压电智能结构对桥梁的振动控制[D];武汉理工大学;2007年
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