磁流变阻尼器在结构振动控制中的应用研究

摘要

磁流变液为可控流体的一种。磁流变液的特点是当有磁场作用时，可以在毫秒内由自由流动的线性粘滞液体变为半固体的粘塑性体。这种特性在电子控制和力学系统间提供了迅速、简单的连接。MR阻尼器是一种很有发展前景的减小地震作用的控制器，它具有能耗低、出力大、响应速度快、结构简单、阻尼力连续顺逆可调、价格便宜、并可方便地与微机控制结合等优良特点。许多研究者的研究表明，恰当的安装磁流变阻尼器控制效果比被动控制效果好，甚至可以超过主动控制的效果，表明在各种动力荷载下可以有很好地控制结构响应的潜能。 本文提出了磁流变结构的控制设计方法，主要完成了以下工作，为了能最大限度的发挥MR阻尼器的优点及评价MR阻尼器在结构控制中的效果，需要使用可以充分体现磁流变阻尼器非线性的动力模型。在介绍磁流变阻尼器后，介绍了已有的几种理想化的磁流变阻尼器模型，最终采用现象模型进行仿真计算；与众多的半主动控制元件一样，磁流变阻尼器具有非线性，这使得可以最优利用它的特点的控制方法的设计具有一定的挑战性。由于地震的随机性及已有的成功的应用，采用H<,2>/LQG控制，并详细推导了它的控制方法；根据已有的半主动控制方法COC控制，智能被动控制方法，结合这两种控制方法的优点，提出了混合控制，通过数值仿真计算可知混合控制可以很好的控制结构；通过数值计算，使用COC控制和智能被动控制方法及混合控制对结构进行计算，结果表明混合控制可以很好的控制结构的加速度和位移。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章绪论

1.1前言

1.2结构控制概论

1.2.1结构振动控制的发展

1.2.2结构控制的分类

1.2.3结构半主动控制

1.2.4智能控制算法

1.3磁流变体及磁流变阻尼器的研究现状

1.4本文研究内容

第二章应用磁流变阻尼器的结构振动控制原理

2.1半主动控制算法

2.2装有MR阻尼器的结构

2.2.1安装磁流变阻尼器结构的控制方程

2.2.2结构的状态方程

2.3经典线性最优控制算法

2.4本章结论

第三章磁流变阻尼器的力学模型

3.1磁流变体的性能与特点

3.2磁流变阻尼器的工作原理

3.3磁流变阻尼器的动力学模型

3.3.1概述

3.3.2现象模型

3.4本章结论

第四章最优控制器的设计

4.1引言

4.2H2/LQG控制算法

4.3本章结论

第五章磁流变阻尼器结构的动态仿真

5.1半主动控制算法

5.2智能被动控制

5.3混合控制

5.4三种控制方法的比较

5.4.1三层结构控制的比较

5.4.2六层结构控制的比较

5.4.3十二层结构控制的比较

5.5本章结论

第六章结论与展望

参考文献

附录 结构振动响应最大值

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