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大跨度桥梁颤振及涡激振动主动控制
| 论文题名： | 大跨度桥梁颤振及涡激振动主动控制 |
| 关键词： | 大跨度桥梁;颤振稳定性;涡激振动;主动控制 |
| 摘要： | 颤振是大跨度桥梁风致振动中最具毁灭性的振动，是桥梁向大跨度发展的制约因素，研究提高大跨度桥梁颤振稳定性的措施，是建造主跨跨径超过2000m的大跨度桥梁必须解决的关键问题。论文在总结国内外大跨度桥梁颤振控制方法的基础上，利用现代控制理论，对大跨度桥梁颤振主动控制的方法进行了研究。涡激振动是由气流绕过桥梁时产生的旋涡脱落而激发起的振动，虽然没有颤振那样危险，但由于涡激振动是桥梁在低风速下容易发生的一种风致振动，因此必须对涡激振动进行控制，论文研究了对大跨度桥梁涡激振动进行主动控制的理论与方法，主要进行了以下工作。 1.回顾了目前大跨度桥梁颤振及涡激振动控制的研究现状，并对各种方法进行了分析与评述; 2.建立了大跨度桥梁颤振AMD主动控制的运动方程，然后将此振动系统的运动方程转化到状态空间里; 3.利用次最优控制理论，研究了对大跨度桥梁颤振进行了主动控制的理论与方法，并以一大跨度悬索桥为例，验证了颤振主动控制方法的有效性; 4.分别基于线性涡激力模型与非线性涡激力模型，在频域和时域里研究了大跨度桥梁涡激振动TMD被动控制的理论，分析了振动系统的频率响应，提出了TMD参数优化的方法，并以一大跨度悬索桥为例，进行了算例验证; 5.基于经验线性涡激力模型，在频域和时域里研究了大跨度桥梁涡激振动AMD主动控制的理论，推导了振动系统的频率响应，基于瞬时最优理论，在状态空间里得到了桥梁涡激振动主动控制力，并进行了主动控制效果的算例验证; 6.基于经验非线性涡激力模型，建立了大跨度桥梁非线性涡激振动主动控制系统的运动方程，利用微分几何理论，对非线性振动系统进行了微分同胚变换，实现了非线性振动系统的部分反馈线性化; 7.通过Lyapunov稳定性理论，得到了非线性主动控制律表达式，求解了非线性振动系统的响应，并通过算例验证了桥梁涡激振动非线性主动控制的有效性。 |
| 作者： | 喻梅 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 廖海黎 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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