结构振动控制

摘要： 某中学教学楼因修建于20世纪50年代末,其抗震性能不满足现行抗震设计要求,采用在原有结构中设置墙式铅剪切型阻尼器的加固方法提高其抗震性能。运用SAP2000建立结构有限元模型并进行多遇地震下的弹性时程分析,确定了消能减震加固方案,然后对该减震结构在多遇地震及罕遇地震下的减震效果进行了验证,也介绍了阻尼器与主体结构的连接方式。分析结果表明,减震结构的层间位移角满足《建筑抗震设计规范》限值要求,并且基地剪力显著降低,验证了墙式铅剪切型阻尼器布置的有效性和结构抗震安全性。

摘要： 基于“多种耗能机制共同耗能”的思想,同时利用形状记忆合金的自复位能力,研制出一种新型筒式自复位SMA-摩擦阻尼器,详细阐述了该装置的构造及工作原理。制作了试验试件,并通过力学试验研究了循环荷载作用下,位移幅值、加载速率对阻尼器力学性能的影响。建立了阻尼器的恢复力模型,利用非线性有限元软件ANSYS Workbench对其进行了数值模拟。结果表明:新型阻尼器在循环荷载作用下呈现出位移相关性,利用形状记忆合金与摩擦板协同工作耗能,阻尼器具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力;残余位移控制在26.25%以内,形状记忆合金丝的设置能使阻尼器具有良好的自复位能力;数值模拟结果与试验结果吻合较好,验证了文中提出的恢复力模型的正确性。

摘要： 结构振动控制广泛应用于船舶、机械、宇航等领域,在土木工程中也逐渐展现了极大的应用优势。因此,文章在讨论这一技术概念的基础上,以技术实施阶段是否需外部能源输入为标准,阐述了不同类别技术的研究进程。并结合具体工程,对技术的应用进行了进一步探究。

摘要： 使用极点配置法解决了机电耦合系数大于等于2时,H2优化以及定点理论不能用于电磁分流阻尼(electromagnetic shunt damper,EMSD)参数优化设计的问题,从而实现结构振动控制。得到了经极点配置法优化的最优调谐比、阻尼比等无量纲参数的解析解。数值计算结果表明:极点配置法能用于解决当机电耦合系数取大数值时,EMSD分流电路的优化设计问题;在时域上,极点配置法对应的衰减系数分别大于基于H∞、H2优化的主导极点决定的衰减系数76.96%、282.47%,从而使得系统暂态分量衰减最快;极点配置法具有良好的鲁棒性。

摘要： 高层建筑结构复杂,自由度数庞大,采用主动抗震控制方法时结构的精确模型无法建立,整体控制目标也难以获取.为此,将长短时记忆(LSTM)网络理论和大系统分散控制理论结合,提出一种基于LSTM的智能分散控制方法;利用LSTM深度学习框架构建不同类型的分散控制器,并根据Lyapunov稳定性理论推导分散控制器稳定的充分条件,运用遗传算法(GA)对LSTM框架的初始学习率进行优化,提高分散控制器的收敛速度和预测精度.以20层Benchmark模型作为被控对象,研究GA-LSTM分散控制方法的控制性能,并与集中控制效果进行对比分析.结果表明,基于GA-LSTM的智能分散控制方法可以简化控制器结构,对比集中控制可能产生的整体失效现象,具有更高的可靠性和更好的控制效果.

摘要： 针对调谐质量阻尼器(TMD)所需空间行程较大,对频率较为敏感的等等缺陷,碰撞调谐质量阻尼器(PTMD)将碰撞耗能与传统的TMD相结合以增大减振效果.在已有的研究中,PTMD展现了比TMD更好的控制效果.本文根据一门式框架和单边PTMD的理论设计制作了一个用于减振的PTMD装置,并将装置安装于门式框架结构进行了减振试验.试验结果验证了PTMD在自由振动和受迫振动下都可以对结构响应进行有效控制,控制效果相对稳定,最大位移的减振率达到82.3％.

摘要： 设置振动控制装置对风电机组塔架进行振动控制,能有效降低风塔的动力响应.目前在风电机组塔架中应用最为广泛的调谐质量阻尼器(TMD,tuned mass damper)存在着质量单元安装空间受到限制,且会增加塔体负担等问题.本文提出了用于塔架减振的固定质量阻尼器(FMD,fixed mass damp-er),它通过改变塔架与上部结构的连接方式,在机舱与塔架中间设置弹簧和阻尼单元,利用机舱、叶片等上部结构作为质量单元去减小塔架的振动.本文以某2MW风力发电机组塔架为例,建立FMD-塔架结构模型,并对其进行风载流固耦合动力响应分析.结果 表明,塔架装设FMD耗能减振装置后,额定风况下塔架位移减小32％,同时加速度减小26.6％.由分析可知FMD-塔架结构较无控风机结构风载下动力响应减小明显且避免了传统TMD耗能减振装置安装不易、附加质量负担等问题,故FMD耗能减振装置可在风电机组中得到有效应用.

摘要： 针对调谐质量阻尼器(TMD)和颗粒阻尼器的减振特点及各自不足,提出将并联式单向单颗粒阻尼器(PSSPD)与TMD有机结合的复合减振技术方案—PSSPD与TMD并联体系。在深入剖析其减振特性的基础上,将颗粒与受控结构之间的碰撞力等效为脉冲力,建立复合减振体系力学模型和方程。采用时域和频域结合的方法并对模型进行分析并求解,使求解过程直接、无需求解微分方程且易于求解特殊激励形式动力响应。提出简谐激励下复合减振结构系统的最优减振参数设计方法,对该系统进行性能参数分析,验证了力学模型的精度及优化方法的可行性。建立该复合减振体系在地震动下的参数优化方法并对其合理性和准确性进行验证。最后,对PSSPD、TMD及复合减振体系的减振机理、性能及减震效果进行深入分析。结果表明:基于时频域解析的复合减振体系力学模型能够直观体现其减振机理,求解过程清晰且精度高,参数优化分析方法合理、可行且准确;复合减振体系有效克服了TMD和PSSPD的不足,具有更佳的减震效果、更宽的减振频带及更强的鲁棒性。

摘要： 文章主要阐述了将结构振动控制技术引入本科生教学实践过程的方法，其中包括结构抗震设计课程、大学生创新实验计划及本科生毕业设计三个环节。通过结构振动控制的教学实践，一方面带动了教学内容的更新，同时培养了学生的创新意识和创新能力，提高了综合利用知识解决实际问题的能力。

摘要： 工程结构振动控制属于土木工程的前沿研究领域.本文从经典随机最优控制理论应用于土木工程结构面临的困境出发,剖析了确定性最优控制与经典随机最优控制的内在缺陷,阐明了经典控制理论与土木工程结构控制的联系与区别;在此基础上,阐述了物理随机最优控制的基本思想,论述了控制律形式、控制器(控制装置)参数和控制装置拓扑三个层次优化的物理随机最优控制基本理论,提出了广义最优控制律.示例给出了物理随机最优控制的主动、被动设计模式.分析表明,基于概率密度演化理论的物理随机最优控制理论体系,突破了以It(o)随机微分方程描述动力系统的经典随机最优控制的范围,为工程结构随机最优控制探索了新的道路.

摘要： 形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)作为一种新型材料,因其延展性、抗疲劳性能、耐腐蚀性、高温耐久性等性能上的优异在土木工程方面的应用具有很好的前景.因此,SMA阻尼器因其具有良好的耗能及复位功能且构造简单、传力明晰受到越来越多学者的关注.本文在对形状记忆合金的力学性能研究的基础上,对SMA超弹性特性、阻尼特性、电阻特性、弹性模量随温度变化特性等特性进行初步的分析,简要介绍了国内外学者设计和制作的性能良好的SMA阻尼器,对形状记忆合金阻尼器在土木工程领域当前的研究缺陷和今后的研究方向提出了被动控制、结构加速度、材料使用率、造价应用等方面的问题.

摘要： 土木工程结构振动控制的研究与应用经过半个多世纪的发展已日臻成熟，但结构振动主动控制实现中的时间滞后及其补偿方法仍将是当前乃至今后一段时间内土木工程结构振动控制技术领域发展的热点研究课题。时滞不仅会降低控制系统的性能，严重时会造成系统失稳、控制发散。针对此问题，本文考虑当作动器时滞量较大时，常规时滞补偿方法将会失效，提出了基于速度反馈的主动增加时滞的补偿新方法；并结合大量仿真结果定性结合定量详细分析了主动控制算法的参数影响规律；以单层剪切型框架结构为被控对象，进行了多种输入激励下基于速度反馈的主动增加时滞补偿试验验证。大量仿真分析和试验结果表明本文所提方法理论仿真结果验证该方法的有效性。

摘要： 本文主要研究非线性饱和控制减振系统中由于内共振频率偏差引起的减振频带的漂移问题，在该减振系统中考虑时滞对振动系统减振频带漂移以及减振频带宽度的影响，从而利用时滞来控制系统减振频带的漂移问题。采用多尺度方法得到了主共振和1：2内共振同时发生时系统运动方程的解析解。研究结果表明，对原始的无时滞减振系统，由于内共振频率偏差的存在，使得系统的减振频带向主共振点上、下两个方向漂移，并且内共振频率偏差的绝对值越大减振频带漂移的程度也越大，使得减振频带的分布不合理，造成主共振点附近减振效果明显下降。然而，根据内共振频率偏差的变化，适当调节系统中的时滞参数，可以消除减振频带的漂移，同时又能够增大减振频带的宽度。研究还表明，内共振频率偏差的绝对值越大时滞对消除减振频带漂移以及增大减振频带宽度的作用越显著。本文结论对于非线性振动系统的结构振动控制在定性和定量方面都具有参考价值。

摘要： 针对空间任务对振动控制的需求,本文基于Stewart平台解耦后的单自由度SISO控制模型,将应用于振动隔离的速度反馈(skyhook)方法和应用于运动跟踪系统中动态干扰抑制的正向力反馈(PFF)方法结合起来,组成一种新的联合控制方法以同时实现振动的隔离和抑制.由于PFF方法中含有正反馈环节,对测量误差十分敏感,鲁棒稳定性较差,因此本文在其基础上增加了一个加速度反馈环,既能通过降低干扰灵敏度来保证PFF方法的稳定性,又可以使系统的隔振性能进一步提升.本文分别通过软件仿真和单自由度悬吊振动控制实验验证了该方法的有效性,仿真与实验结果表明,本方法对单自由度系统的振动隔离和抑制均具有良好的控制效果.

摘要： 针对空间任务对振动控制的需求,本文基于Stewart平台解耦后的单自由度SISO控制模型,将应用于振动隔离的速度反馈(skyhook)方法和应用于运动跟踪系统中动态干扰抑制的正向力反馈(PFF)方法结合起来,组成一种新的联合控制方法以同时实现振动的隔离和抑制.由于PFF方法中含有正反馈环节,对测量误差十分敏感,鲁棒稳定性较差,因此本文在其基础上增加了一个加速度反馈环,既能通过降低干扰灵敏度来保证PFF方法的稳定性,又可以使系统的隔振性能进一步提升.本文分别通过软件仿真和单自由度悬吊振动控制实验验证了该方法的有效性,仿真与实验结果表明,本方法对单自由度系统的振动隔离和抑制均具有良好的控制效果.

摘要： 针对空间任务对振动控制的需求,本文基于Stewart平台解耦后的单自由度SISO控制模型,将应用于振动隔离的速度反馈(skyhook)方法和应用于运动跟踪系统中动态干扰抑制的正向力反馈(PFF)方法结合起来,组成一种新的联合控制方法以同时实现振动的隔离和抑制.由于PFF方法中含有正反馈环节,对测量误差十分敏感,鲁棒稳定性较差,因此本文在其基础上增加了一个加速度反馈环,既能通过降低干扰灵敏度来保证PFF方法的稳定性,又可以使系统的隔振性能进一步提升.本文分别通过软件仿真和单自由度悬吊振动控制实验验证了该方法的有效性,仿真与实验结果表明,本方法对单自由度系统的振动隔离和抑制均具有良好的控制效果.

摘要： 针对空间任务对振动控制的需求,本文基于Stewart平台解耦后的单自由度SISO控制模型,将应用于振动隔离的速度反馈(skyhook)方法和应用于运动跟踪系统中动态干扰抑制的正向力反馈(PFF)方法结合起来,组成一种新的联合控制方法以同时实现振动的隔离和抑制.由于PFF方法中含有正反馈环节,对测量误差十分敏感,鲁棒稳定性较差,因此本文在其基础上增加了一个加速度反馈环,既能通过降低干扰灵敏度来保证PFF方法的稳定性,又可以使系统的隔振性能进一步提升.本文分别通过软件仿真和单自由度悬吊振动控制实验验证了该方法的有效性,仿真与实验结果表明,本方法对单自由度系统的振动隔离和抑制均具有良好的控制效果.

摘要： 颗粒阻尼器是广泛应用在机械工程和航空航天领域的有效的减振控制装置，但其在土木工程中的应用还处在起步阶段。通过三层钢框架附加颗粒阻尼器的振动台试验，考察了该装置对建筑结构的减震控制效果。试验研究表明：附加很小质量比(2.25％)的颗粒阻尼器能够减小主体结构的响应，尤其是均方根位移响应，但是其减震性能受到输入激励特性的影响，也和主体结构的振动幅度有关。颗粒阻尼器在颗粒流的运动形式下能够取得较好的控制效果。

摘要： 本发明公开了一种结构的节点振动控制方法、振动控制器及其应用，采用一个以DSP处理器为核心的振动控制器，通过该控制器中的数据采集模块接收某一个节点结构的振动响应数据，并根据显示及控制单元分析后输出该节点结构的

摘要： 本发明提供了一种结构物的三向振动控制方法，具体是利用安装在结构物上的三向振动控制器，从竖向、横向及扭转方向控制结构物的振动。本发明还提供了三向振动控制器，其结构是：包括质量块(2)，其侧部装有与结构物相连的阻尼(4)和第二弹簧(5)，其底部装有与结构物相连的阻尼(4)和第一弹簧(3)。本发明可弥补现有TMD、MTMD不能同时具有抗水平、竖向以及空间扭转振动的缺陷，最大限度地保护结构物，并且结构简单、使用可靠和应用前景好。

摘要： 本发明提供了一种结构物的连续型振动控制方法，具体是将一个长条质量块连接多个弹簧和阻尼连续布置在结构物(5)上，由此对结构物实施振动控制。本发明还提供了连续型振动控制器，其结构是：采用一个质量块(1)，其侧部至少装有两个间隔均匀、交错分布的弹性减震部件，该弹性减震部件的另一端与结构物(5)相连；在质量块(1)的底部至少安装两对滚轮(2)或滚轴或叠层橡胶，它们与结构物底面活动接触。本发明比现有TMD、MTMD控制器振动控制范围更广、控制振型更多、整体性更好、工作协调性更好、效果更佳，能够最大限度地保护结构物。并且结构简单、使用可靠和应用前景好。

摘要： 本发明提供了一种板格结构的振动控制系统，包括：支座、板格结构和驱动组件；所述板格结构固定在所述支座上；所述板格结构上设置有传感器；所述驱动组件包括多对压电控制片，每对所述压电控制片数量为两个，对称设置在所述板格结构的上下两侧。本发明的振动控制系统能够在板格结构振动时产生相应的控制弯矩，从而产生稳定且显著的振动抑制效果。

摘要： 本发明公开了一种面向结构振动主动控制优化配置方法及振动控制实验平台，以压电智能悬臂梁为研究对象，提出一种结构振动主动控制中，压电传感器和作动器的优化配置方法，首先依据研究模型提出传感器、作动器优化准则，建立优化目标函数；其次，求出压电悬臂梁的各阶固有频率、各阶模态应变等，将其代入优化目标函数；采用遗传算法进行配置优化，得出初步的优化配置方案；然后，依据实际试验进行各配置方案的对比振动实验，最终确定最优配置方案；最后，依据最终配置方案，建立振动控制系统实验平台，进行结构振动主动控制实验验证；实验结果表明振动控制效果良好，从而间接地验证了本文所提出的优化配置方案的可行性和有效性。

摘要： 本发明公开了一种结构的节点振动控制方法、振动控制器及其应用，采用一个以DSP处理器为核心的振动控制器，通过该控制器中的数据采集模块接收某一个节点结构的振动响应数据，并根据显示及控制单元分析后输出该节点结构的

摘要： 本发明提供了一种结构物的连续型振动控制方法，具体是将一个长条质量块连接多个弹簧和阻尼连续布置在结构物(5)上，由此对结构物实施振动控制。本发明还提供了连续型振动控制器，其结构是：采用一个质量块(1)，其侧部至少装有两个间隔均匀、交错分布的弹性减震部件，该弹性减震部件的另一端与结构物(5)相连；在质量块(1)的底部至少安装两对滚轮(2)或滚轴或叠层橡胶，它们与结构物底面活动接触。本发明比现有TMD、MTMD控制器振动控制范围更广、控制振型更多、整体性更好、工作协调性更好、效果更佳，能够最大限度地保护结构物。并且结构简单、使用可靠和应用前景好。

摘要： 本发明提供了一种结构物的三向振动控制方法，具体是利用安装在结构物上的三向振动控制器，从竖向、横向及扭转方向控制结构物的振动。本发明还提供了三向振动控制器，其结构是：包括质量块(2)，其侧部装有与结构物相连的阻尼(4)和第二弹簧(5)，其底部装有与结构物相连的阻尼(4)和第一弹簧(3)。本发明可弥补现有TMD、MTMD不能同时具有抗水平、竖向以及空间扭转振动的缺陷，最大限度地保护结构物，并且结构简单、使用可靠和应用前景好。

摘要： 本发明涉及电子产品的振动传递控制的技术领域，尤其是涉及一种用于控制振动传递和振动范围的结构，其特征在于，包括振动区域，非振动需求区域和固定边框，所述振动区域与非振动需求区域交界处设置隔离结构；或所述振动区域与非振动需求区域采用不同的材质制成；或所述振动区域与非振动需求区域采用不同的高度或层数。本发明的方法简单方便，易于操作；且有效的控制了无序的振动传递，解决了无序的振动传递带来的不佳效果，给电子产品用户带来了良好的触觉交互体验。

摘要： 本发明公开了一种框架结构振动控制实验装置，包括框架和用于驱动框架振动的外载荷模拟系统，所述框架上设有用于控制其振动的变长变质量单摆子系统和致密性可变颗粒阻尼子系统；变长变质量单摆子系统包括液体容器，液体容器通过缆索悬吊在所述框架上，所述框架上设有用于调节所述缆索的长度的电动绞盘和用于调节所述液体容器内存储的液体质量的液量控制系统；所述致密性可变颗粒阻尼子系统包括容槽，所述容槽内设有磁吸金属粉末，所述容槽上设有用于控制所述磁吸金属粉末致密性以改变阻尼的电磁铁，所述容槽内设有埋设在所述磁吸金属粉末内的阻尼块，所述阻尼块与所述框架固定连接。本发明还提出了一种基于数字孪生的振动控制实验系统。