车桥耦合系统的振动理论分析及其振动主动控制

摘要

该文采用一种能更加逼近真实车辆的双轴车辆模型,研究了单辆双轴汽车作用下和多辆双轴汽车作用下车-桥耦合系统桥梁的振动响应,在理论上多方面多角度的研究了车辆轴距、车-桥耦合系统初始振动条件、车-桥质量比、行车速度、路面不平度以及激励频率等因素对车-桥耦合系统桥梁动力响应的影响作用,揭示了车-桥耦合系统的振动实质.其中,在研究桥面不平整度时,着重考虑了桥面不平整度幅值h、波长l<,1>对车桥耦合系统振动的影响.同时,为验证采用双轴车辆模型研究桥梁振动的合理性,该文还对用于研究车桥耦合系统振动的双轴车辆模型和已有的簧上质量(双自由度)模型进行了分析、比较.在研究桥梁的振动主动控制中,应用线性最优控制理论,采用了可有效控制一阶振型的双臂弯矩控制系统,分别以双轴车辆输入桥梁的瞬时功率流和桥梁的跨中位移振动响应为目标函数来设计控制律,分析了其可行性和有效性,并对以桥梁瞬时功率流和桥梁的跨中位移为目标函数设计的控制律的控制效果进行了比较和分析.同时,研究了行车速度和车、桥质量比对桥梁振动主动控制效果的影响.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1工程背景

1.2结构振动控制

1.2.1结构振动控制及分类

1.2.2结构振动控制的提出与发展

1.3结构振动控制技术的研究现状

1.3.1隔振技术

1.3.2消能减振技术

1.3.3吸振技术

1.3.4被动控制技术

1.4主动控制技术、半主动控制技术、混合控制技术

1.4.1概述

1.4.2主动控制技术的发展

1.4.3当前存在的问题

1.5功率流理论

1.5.1基本定义及特点

1.5.2研究方法

1.5.3研究现状

1.5.4功率流分析方法的特点和优点

1.6车-桥耦合振动理论的发展及当前主动控制的研究

1.6.1车-桥耦合振动理论的发展及研究现状

1.6.2车-桥耦合系统主动控制的研究

1.7课题设想

1.7.1课题的提出

1.7.2课题的研究内容

第二章车桥耦合系统的振动理论分析

2.1引言

2.2瞬时功率流的一般表达式

2.3车桥模型的建立及其理论分析

2.3.1简支梁模型的建立及基本参数

2.3.2单辆双轴汽车作用下车-桥耦合系统的振动理论分析

2.3.3多辆双轴车联合作用下车-桥耦合系统的振动理论分析

第三章桥梁振动主动控制策略

3.1引言

3.2双臂弯矩控制系统

第四章车-桥耦合作用下桥梁的振动主动控制

4.1引言

4.2最优控制理论

4.2.1连续系统的最优控制

4.2.2线性连续系统最优控制

4.3双臂弯矩最优控制系统分析

第五章数值计算与分析

5.1引言

5.2模型的基本参数

5.3数值分析基础及MATLAB实现

5.4车-桥耦合系统的振动响应分析

5.4.1初始振动条件对桥梁振动响应的影响

5.4.2路面平整度对桥梁振动响应的影响

5.4.3双轴车辆的轴距对桥梁振动响应的影响

5.4.4行车速度对桥梁振动响应的影响

5.4.5车、桥质量比对桥梁振动响应的影响

5.4.6激励频率对桥梁振动响应的影响

5.4.7不同车辆模型对桥梁振动响应的影响

5.4.8小结

5.5车-桥耦合系统最优控制分析

5.5.1以瞬时功率流为目标函数时控制参数R、Q0、S0对桥梁振动控制的影响

5.5.2以桥梁跨中位移为目标函数时控制参数R、Q0、S0对桥梁振动控制的影响

5.5.3行车速度对桥梁振动主动控制的影响

5.5.4车、桥质量比对桥梁振动主动控制的影响

5.5.5小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢