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着重研究了变阻尼半主动控制在降低结构振动响应中的控制效果，在确定可变阻尼的阻尼系数时采用了控制效果较好的H∞优化控制策略，并将这种控制策略与传统控制方法进行了比较，通过数值分析比较了被动控制、主动控、半主动控制情况下结构的最大相对位移与结构的最大绝对加速度响应。并通过分析得出如下结论：(1)在被动、主动、半主动控制方法中主动控制的控制效果最好；(2)对于刚性结构，增大结构的附加阻尼可以同时降低结构的最大相对位移和最大绝对加速度响应，应用被动控制能取得较为理想的控制效果，而半主动控制的控制效果是值得怀疑的，在应用时应慎重考虑；(3)对于柔性结构，增大附加阻尼在降低结构的最大相对位移响应的同时，却增加了结构最大绝对加速度响应，而采用半主动控制能够同时降低结构的最大相对位移和绝对加速度响应，半主动控制效果明显；(4)在柔性结构中采用半主动控制方法能取得与主动控制相近的效果；(5)由于H∞优化控制是对最坏情况下瞬时能量的优化控制，因此H∞半主动控制的控制效果要优于传统LQR控制。 相似文献
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基于瞬时最优算法的磁流变阻尼隔震结构半主动控制 总被引：1，自引：0，他引：1
采用瞬时最优控制算法，对附加了磁流变阻尼器的多自由度隔震结构进行了半主动控制的数值模拟。首先，将被动隔震装置——叠层钢板橡胶垫与磁流变阻尼器相结合，形成磁流变智能隔震系统。其次，根据瞬时最优控制算法的基本原理，针对磁流变阻尼器的特点，建立与之相适应的半主动控制算法。最后，以六层隔震结构为例，进行数值分析。比较了被动与半主动控制的结构反应，并得到较好的控制效果。 相似文献
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神经网络半主动TLCD对偏心结构的减震控制 总被引：5，自引：0，他引：5
本文采用在结构水平双向设置TLCD半主动控制装置的方法，对偏心结构在多维地震作用下的振动控制问题进行研究。首先利用多层前向神经网络，对偏心结构在双向地震输入下的两个平动方向的反应进行预测，然后在建立起半主动控制策略的基础上，利用神经网络根据控制准则调整TLCD的开孔率，实现以结构的半主动控制，数值结构表明，这种方法能对结构的平动反应和扭转反应都能起到的较好的减震效果。 相似文献
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相邻结构地震反应MR阻尼器控制的仿真分析 总被引：2，自引：0，他引：2
本文仿真分析了应用磁流变(MR)阻尼器对相邻结构地震反应的控制效果,为进一步开展模型试验研究奠定了基础。建立了地震激励下相邻结构MR阻尼器控制系统的运动方程,提出了描述MR阻尼器阻尼力滞回特性的改进S igmoid模型,分别对应用开关控制、半主动控制以及最小或最大电流被动控制的四种控制方法的相邻结构地震反应的控制效果进行了仿真分析。结果表明,在相邻结构间连接安装MR阻尼器可以有效地控制相邻结构的地震反应,且开关控制方法和半主动控制方法的控制效果均好于两种被动控制方法,体现了MR阻尼器阻尼力可调的优点;在四种控制方法中,半主动控制方法的控制效果最好,体现了MR阻尼器阻尼力具有连续调节能力的优点;若能解决MR阻尼器的剩磁问题,半主动控制方法的控制效果会得到进一步的提高。 相似文献
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基于AFSMC算法的结构非线性振动MR控制与仿真分析 总被引：2，自引：0，他引：2
作为最近发展起来的高性能半主动控制装置,磁流变阻尼器通过改变磁场强度来调节控制力,可靠度高,体积小,出力大,并且具有Fail-Safe的特点,是一种具有广泛应用前景的新型结构控制装置。本文主要研究结构非线性振动的磁流变阻尼半主动控制。首先采用我们提出的自适应模糊滑模控制(AFSMC)算法得到了结构非线性振动的主动控制力,然后参照主动控制力,提出和仿真实现了结构非线性振动的磁流变阻尼半主动控制。最后,针对3层和20层benchm ark非线性模型,每层均设置一个磁流变阻尼器,对在给定的地震动下的结构响应进行了计算,分析了半主动控制跟踪主动控制的效果,并且对于半主动控制下的结构位移响应、加速度响应等各项指标也进行了对比分析。仿真结果表明,由于自适应模糊滑模控制算法与半主动控制算法相结合可以很好地实现结构非线性振动的半主动控制,所以能够得到令人满意的控制结果。 相似文献
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高架桥地震反应半主动控制分析 总被引：5，自引：3，他引：5
本文探讨了高架桥结构地震反应LQR(Linear Quadratic Regulator)半主动控制算法以及考虑刚度退化的桥墩非线性计算模型，并利用Matlab语言编制的程序对其进行了数值仿真计算。结果表明，将隔震技术与利用MR阻尼器的半主动控制技术相结合，能够有效地减小高架桥的地震反应；MR阻尼器的设置位置以及结构的参数对控制效果有较大影响。考虑桥墩非线性影响将能得到更为接近实际的计算结果。 相似文献
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磁流变变阻尼半主动控制结构的仿真分析 总被引：6，自引：2，他引：6
由于高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等，显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。用于结构振动控制的磁流变阻尼器属于速度相关型变阻尼半主动控制器，已有的一些算法，或因计算时间过长不能用于实际控制，或因需要事先经过学习训练，控制效果取决于训练学习的情况。因此，本文将高阶单步法应用于磁流变变阻尼半主动控制系统，采用开关控制和连续控制两种控制率对磁流变液的剪切强度进行调节。仿真计算表明，该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法. 相似文献
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基于市场机制结构控制策略的研究和应用进展 总被引：5，自引：0，他引：5
半主动控制装置以其廉价、耗能低及控制稳定性好的优势成为目前结构控制领域的研究热点,由此势必产生具有大量半主动控制装置形成的复杂的结构控制系统,但足对于由大量半主动控制装置组成的结构控制系统,其形式非常复杂。相比于传统的集中式控制策略,分布式控制策略更适应此类复杂系统的控制要求。而基于市场机制的控制策略（Market-basedControl,简称MBC）属于分布式控制策略,它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能源输出,从而将整个控制系统离散化,利用自由市场经济对有限资源合理分配的特点,对结构的振动实施高效的控制。介绍了分布式控制的概念,回顾了基于市场控制理论的发展过程,重点介绍丁其在土木工程领域的应用,存在的问题及未来发展方向。 相似文献
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A computational algorithm for maximizing the control efficiency in actively controlling the elastic structural responses during earthquake is proposed. Study of optimal linear control using a single degree of freedom shows that applying active control is very effective in reducing the structural displacement and velocity responses for long‐period structures, but at the same time it has an adverse effect in increasing the absolute acceleration response. The extent of this adverse effect reduces the effectiveness of the control system, and therefore it poses a limit on the maximum control force in order to provide maximum control efficiency. In view of this shortcoming, maximum control energy dissipation is used to define the most effective optimal linear control law. Less displacement and velocity response are expected as larger control force is applied, but there is always a limit that maximum control energy can be dissipated. This study shows that this limit depends on the structural characteristics as well as the input ground motion, and a general trend is that the maximum control energy decreases as damping increases. Finally, application of the proposed algorithm on a six‐storey hospital building is presented to show the effectiveness of using optimal linear control on a multi‐degree‐of‐freedom system from the control energy perspectives. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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本文研究半主动控制系统中磁流变(MR)阻尼器的控制力优化问题,从而提高MR阻尼器的半主动控制效果。文中首先建立了多自由度结构MR阻尼器控制系统的运动方程;然后根据MR阻尼器的出力特性提出了结构控制的半主动控制律,并对控制率中MR阻尼器的最大控制力设计值提出了不同的优化取值方法;最后仿真分析了MR阻尼器的不同最大控制力设计值对不同自由度结构的控制效果。研究表明,当设计值取最优控制力的平均绝对值或均方根值时,MR阻尼器的最大控制力比最优控制力的最大值降低了85%,而控制效果降低不多,可以满足对结构的控制要求;降低最大控制力设计值后,不但可以充分发挥MR阻尼器的出力性能,而且可以缩小MR阻尼器的设计尺寸,便于工程应用。 相似文献
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Time-delay causes unsynchronized application of the control forces which may not only degrade the performance of the control system but also even induce instability to the dynamic system. Time-delay control algorithm is developed in this paper to solve this practical problem. The control system is first formulated in discrete-time form. In the presence of time-delay, the motion equation of the discrete-time control system remains a difference equation which can be transformed into first-order difference equation by augmenting the state variables. Optimal time-delay control algorithm is derived based on the augmented system. The time-delay control forces are simply generated from the time-delay states multiplied by the constant feedback gain. Numerical simulation is illustrated to verify the feasibility of the proposed control algorithm. Since time-delay effect is incorporated in the mathematical model for the structural control system throughout the derivation of the proposed algorithm, system performance and dynamic stability are guaranteed. 相似文献
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基于电磁摩擦控制装置的被动智能控制研究 总被引：2，自引：1，他引：2
本文将电磁摩擦控制装置应用于结构被动智能控制。分析了电磁摩擦控制装置的恢复力特性及影响参数，建立了被动连续变刚度体系的理论模型，推导了受控结构系统的一般方程，进行了模型结构的被动智能控制仿真分析。从理论上验证了：电磁摩擦控制装置用于结构被动智能控制具有良好的控制效果。 相似文献
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This study investigates the effectiveness of the non-smooth semi-active control algorithm on suppressing the vibration performance of a building structure subjected to seismic waves. According to the Lyapunov stability theory, it has bene proven that the non-smooth semi-active control algorithm can achieve a finite-time stability of the vibration relative to the isolation layer of a building structure. Through numerical simulation of two buildings with different parameters subjected to the input of a seismic wave, the vibration conditions of passive control, LQR semi-active control and non-smooth semiactive control are compared and analyzed. The simulation results show that the non-smooth semi-active control algorithm has a better robustness and effectiveness in restraining the impact of earthquakes on the structure. 相似文献
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This study improves a NEURO‐FBG active control system to mature the concept of a smart structure. Originally, a system similar to the human brain is created from FBG sensors and neural networks. The system comprises three parts, namely, a structural condition surveillance system, a NEURO‐FBG converter, and a NEURO‐FBG controller. To solve the inherent time‐consuming and reliability problem of the NEURO‐FBG converter, a new technology is first proposed, and the relationship between inter‐story drift and strain data is established. Global indices such as displacement and velocity of the structure are then reconstructed for searching the optimal control force of the actuator. Meanwhile, the soundness of a building with hydraulic actuators is also an important issue to be solved. To make the building sound, the characteristics of earthquakes are considered for enhancing the performance of the NEURO‐FBG controller. Theoretical analysis shows satisfactory improvement to the control efficiency of both displacement and acceleration. To verify the enhanced system, a series of shaking table tests was conducted. Experimental results demonstrated that the new NEURO‐FBG system can effectively manage the structure; and the controller, taking into consideration the ground acceleration effect, is more reliable and robust for practical application than a conventional controller. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Viscoelastic (VE) dampers and active control (AC) systems are studied together as a hybrid system for their effectiveness in reducing the response of seismic structures. VE dampers have properties which are both frequency and temperature-dependent. On the other hand, AC systems for seismic structures require rather large control forces in order to be effective. The possibility of combining VE dampers and AC systems to improve the performance of both systems is examined. It is found that for the same response reduction, the addition of VE dampers to an AC system reduces the required control forces considerably, which reduces the cost of the AC system. The addition of the AC system helps improve the velocity performance of VE dampers and considerably reduces the possibility of shear failure of the viscoelastic material. Two procedures for evaluating the damping effect of the VE dampers are suggested which can be applied to either shear-type or framed structures. Two control algorithms based on drift and velocity/acceleration feedback are compared to existing algorithms. A method of determining the weighting matrices of an AC system is presented which reduces the required control forces for certain control algorithms. 相似文献
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智能控制算法及其在结构振动控制中的应用 总被引：6，自引：0，他引：6
本文首先概述了智能控制理论的形成、发展及主要内容，其中着重介绍了智能控制领域中的三个研究热点：模糊逻辑、神经网络、遗传算法的研究现状和发展方向；其次，详细地介绍了近年来智能控制算法在结构控制上的进展和应用，指出智能控制算法的研究是土木工程结构振动智能控制的重要组成部分，并对其研究和应用发展趋势进行了展望。 相似文献