半主動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制問題研究.pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)的安全與否直接影響人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，如何在極端的地質(zhì)災(zāi)害情況下保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定一直是專家學(xué)者們研究的重點(diǎn)。以往的抗震都是靠提高建筑結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度及剛度來(lái)消除風(fēng)振和地震的荷載，它的經(jīng)濟(jì)性和安全性都有一定的限制，并且失去了輕質(zhì)高強(qiáng)材料自身的優(yōu)勢(shì)。因此，傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求，也就使得結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理論逐步在工程結(jié)構(gòu)中得到應(yīng)用。在當(dāng)今結(jié)構(gòu)控制的各種方法中，半主動(dòng)控制是一種輸入能源少、振動(dòng)控制效果好、可靠性高的控制方法。

2、
　　 本文以建筑結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析研究，構(gòu)建了基于磁流變阻尼器的半主動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)抑制數(shù)學(xué)模型;采用基于滑模的半主動(dòng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方案，來(lái)抑制建筑結(jié)構(gòu)在El-Centro地震波作用下產(chǎn)生的振動(dòng)，用MATLAB對(duì)控制性能進(jìn)行了仿真研究，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行研究和分析。仿真結(jié)果證明，所構(gòu)建的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型能夠很好地模擬真實(shí)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn);所提出的滑模結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方案能夠有效地抑制地震波對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響。
　

3、　 采用半主動(dòng)控制方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制大體可分為三部分:第一部分，是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，只有如實(shí)地檢測(cè)出建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)才能通過有效的計(jì)算對(duì)建筑進(jìn)行前饋補(bǔ)償，抑制建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng);隨著智能材料的發(fā)展，越來(lái)越多的智能材料被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制中，磁流變液是一種具有良好性能的新興材料，由磁流變液制作的磁流變阻尼器由于其良好的輸入輸出性能被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，本文中并選擇用Bouc-Wen修正模型來(lái)描述磁流變阻尼器的輸入-輸出關(guān)系，并用M

4、ATLAB對(duì)其進(jìn)行仿真。第二部分，是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)的控制建立在外力作用下被控結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程，進(jìn)而總結(jié)出控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程，建立方程式，將筑結(jié)構(gòu)看作是多質(zhì)點(diǎn)體系。第三部分，采用滑模控制算法設(shè)計(jì)了半主動(dòng)控制的控制器，并對(duì)如何抑制控制器的高頻抖振和非線性不確定擾動(dòng)的問題做了討論和證明，通過修改滑模控制的控制規(guī)律改善了控制器的控制效果。在文章最后，選擇三層剪切型建筑結(jié)構(gòu)作為控制對(duì)象，用MATLAB仿真軟件對(duì)控制前后建筑結(jié)構(gòu)各層的相對(duì)位移、控制器