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基于磁致伸缩作动器的拉索主动控制实验研究
| 论文题名： | 基于磁致伸缩作动器的拉索主动控制实验研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;拉索振动控制;磁致伸缩作动器;模态控制;Bang-Bang控制 |
| 摘要： | 斜拉桥拉索具有质量轻、柔度大、阻尼小、固有频率低等特点，在外部荷载作用下，拉索很容易产生多种形式的有害振动。拉索的持续振动会造成拉索的疲劳与腐蚀。拉索振动常用的控制方法有空气动力学减振、辅助索减振、机械阻尼减振和拉索主动控制等，本文采用磁致伸缩作动器对拉索开展主动控制研究。超磁致伸缩作动器是以超磁致伸缩材料为驱动元件的作动器，具有结构紧凑、出力大、输出功率大、反应迅速等特点，已在各个领域得到应用。本文课题来源于国家自然科学基金项目——“基于磁致伸缩作动器的斜拉索主动控制理论与试验研究(51078142)”，针对磁致伸缩作动器力-磁模型、拉索磁致伸缩作动器主动控制实验开展研究，主要的研究工作包括: (1)在对现有拉索振动控制方法进行简单评述基础上，建立了拉索-磁致伸缩作动器运动方程，提出了采用经典线性最优控制算法和Bang-Bang控制算法的主动控制状态方程的求解方法。 (2)采用超磁化改善迟滞现象的方法，开展了超磁化条件下超磁致伸缩作动器的力学性能实验，研究了在不同的预应力条件下磁致伸缩作动器的力-磁耦合关系函数。 (3)基于Matlab仿真实验平台，采用经典线性最优控制算法对实验模型拉索的单模态和多模态（前三阶模态）振动控制效果进行了研究。提出了采用多级Bang-Bang控制进行主动控制的方法，并通过仿真实验验证了其控制效果。 (4)设计了拉索振动控制实验模型系统，采用Bang-Bang控制算法对不同荷载条件下的拉索进行在有控与无控条件下的对比性实验，评估Bang-Bang控制的拉索减振效果。 |
| 作者： | 郭雪涛 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 王修勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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