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利用磁流变阻尼器的斜拉索振动的半主动控制研究
| 论文题名： | 利用磁流变阻尼器的斜拉索振动的半主动控制研究 |
| 关键词： | 磁流变阻尼器;斜拉索;振动控制;半主动控制 |
| 摘要： | 斜拉索是斜拉桥的主要受力构件之一，由于其大柔度、小质量和小阻尼等特点，极易发生振动，准确分析斜拉索的静、动力特性并进行振动控制是斜拉桥设计的重要工作之一。 本文的研究涉及了以下一些方面的内容： 1.设计了斜拉索阻尼器系统的结构模型，在模型的基础上推导得出了 MR阻尼器-斜拉索系统的运动方程。并在Ansys系统下进行了系统的模态分，得出了斜拉索模型前面五阶的振动频率，同时通过瞬态分析确定了斜拉索阻尼器系统的质量矩阵、刚度矩阵以及前五阶的模态向量。 2.推导得出了基于粘弹性阻尼器模型、LQG控制力计算方法、LQR控制力计算方法等几种方法下的斜拉索的半主动控制力形式，同时结合斜拉索-阻尼器系统进行了仿真分析，通过对位移时程曲线的衰减情况的比较，得出不同控制力情况下观测点处位移幅值的衰减情况，在此情况下，确定了相对较优的控制力的计算形式，即LQR控制力计算方法。 3.基于粘弹性阻尼器模型、LQG控制力计算方法、LQR控制力计算方法计算得出了半主动控制力，模拟了一组随机风荷载激励，在此条件下，验证了斜拉索在不同的控制力情况下，控制力的作用点位置对控制效果的影响情况，通过对结果的比较，最终确定了合理的控制点位置选取方法。 4.在Matlab环境下创建了MR阻尼器-斜拉索系统的状态空间方程，并结合前面计算得出的结论，在Simulink环境下设计了斜拉索的反馈控制回路。同时基于LQR反馈控制力，结合磁流变阻尼器的实际控制力输出情况，提出了符合实际工程情况的半主动控制力形式，借助于仿真分析手段，通过S-function函数编辑平台，将得到的半主动控制力结合到模型当中，验证了该方法对于斜拉索振动的控制效果。 最后给出了本文的主要结论，并对本课题将要进行的工作作出了进一步的展望。 |
| 作者： | 曹天义 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 刘红军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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