基于磁流变阻尼器的结构仿人智能控制方法研究

摘要

基于磁流变液在磁场下由流体变为粘塑性体的特性,磁流变(magnetorheological,MR)阻尼器可以通过很小的外部电流(20~50 W)提供可观的阻尼力,是一种重要的半主动控制装置。PID控制是振动控制领域应用最早的控制算法之一,为实现其在结构振动控制中的应用,文中在传统PID控制的基础上,提出了一种仿人智能PID控制算法,用于磁流变阻尼结构的振动控制。所提出的算法可以根据输入信息来识别被控系统所处的状态、动态特征及行为,并模仿人的智能控制决策行为来控制MR阻尼器的输入电压。为评估该方法的性能,以一个3层框架为例,分别对无控制、被动控制(Passive-off/Passive-on)、PID控制、仿人智能PID控制以及理想主动控制下的减震效果进行对比分析。结果表明:基于MR阻尼器的仿人智能PID控制对建筑结构的振动控制效果较好,超过了2种被动控制和传统PID控制,而且在某些方面可以达到甚至超过理想主动控制的性能。