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桥梁结构地震响应半主动控制研究
| 论文题名： | 桥梁结构地震响应半主动控制研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;地震响应;半主动控制;MR阻尼器;模糊控制;SIMULINK仿真;结构振动控制 |
| 摘要： | 随着大跨度桥梁的普遍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。作为生命线工程之一的桥梁工程，其抗震设计及地震作用下可靠性问题变得尤为重要。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物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。本文主要阐述了模糊控制器的基本原理和设计步骤，形成了适合于磁流变阻尼器结构的模糊半主动控制策略，对加有MR阻尼器的结构如何进行模糊半主动控制去减小结构的振动响应。 首先，本文介绍了桥梁的震害、桥梁的设计现状、桥梁的主要破坏形式和结构振动控制的种类及其工程应用发展现状，并进一步简要阐述了半主动控制和模糊控制的基本原理及其发展工程应用。 其次，在分析研究磁流变体性能的基础上，研究了各种磁流变阻尼器的性能和动力学模型，比较了它们描述磁流变阻尼器性能的准确性。在美国Lord公司生产的200KN足尺MR阻尼器的参数基础上建立了基于修正的Bouc-Wen模型下的磁流变阻尼器SIMULINK仿真模型，并进行了在正弦波荷载作用下的磁流变阻尼器的数值仿真。 再次，根据模糊控制的基本理论和程序，对一个安装磁流变阻尼器的三层框架结构进行了模糊半主动控制，对在半主动全态和双态控制下的的结构进行了地震反应分析和对比分析，并得出了相应的结论。 最后，应用200KN足尺磁流变阻尼器对大跨度斜拉桥的地震反应实施模糊半主动控制，根据结构运动机理建立了模糊控制规则，并应用于桥梁结构地震反应的模糊控制中去。通过调整磁流变阻尼器的控制电压，模拟了被动控制、半主动控制在地震激励下的反应。分析结果表明：所提出的半主动控制系统能够有效地减小结构的振动反应。 模糊控制方法不依赖精确模型，实现起来非常简单，能有效地控制MR阻尼器，减小结构各部分位移和速度。为模糊控制在实际抗震工程中的应用提供了理论依据，也为探索其他控制方法提供了很好的参考。 |
| 作者： | 陈云侠 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 柳春光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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