帶補(bǔ)償器的滑?？刂扑惴ㄔ谥悄芙Y(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文帶補(bǔ)償器的滑模控制算法在智能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程碩士生：羅瑜指導(dǎo)教師：王社良教授摘要我國(guó)地處世界的兩大地震帶之間，地震災(zāi)害頻發(fā)，一直危害著人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全，為解決地震動(dòng)產(chǎn)生的不利影響，研究人員進(jìn)行了大量的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方面的研究，其中滑動(dòng)模態(tài)控制由于其抗干擾強(qiáng)且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，是目前應(yīng)用較為廣泛的控制策略之一。然而，過(guò)大的抖振制約了滑?？刂圃趯?shí)際工程中的應(yīng)用，全狀態(tài)反饋的設(shè)計(jì)會(huì)造成經(jīng)濟(jì)效益差、時(shí)滯效應(yīng)。

2、因此，本文以傳統(tǒng)滑模控制算法為基礎(chǔ)，采用一種組合趨近律，并在有限狀態(tài)反饋下對(duì)控制器進(jìn)行補(bǔ)償設(shè)計(jì)，形成了一種能夠減小抖振、均衡控制效果與控制力、易于有限狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)的滑模算法，并將其應(yīng)用在智能結(jié)構(gòu)體系中。主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：(1)利用Matlab對(duì)一個(gè)底層安裝有超磁致伸縮材料（GiantMagostrictiveMaterial，簡(jiǎn)稱GMM）作動(dòng)器的三層剪切型結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬。研究證明，相對(duì)于傳統(tǒng)滑模算法，基于組合趨近律并帶有補(bǔ)償器的

3、建筑結(jié)構(gòu)弱抖振滑模控制算法可以削弱系統(tǒng)的抖振，并且更易于有限狀態(tài)反饋的設(shè)計(jì)。(2)介紹了結(jié)構(gòu)主動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器體系的運(yùn)動(dòng)方程和狀態(tài)方程的建立，以及此時(shí)控制器中補(bǔ)償器設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟，對(duì)安裝主動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的單自由度結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析。通過(guò)比較無(wú)控、未帶補(bǔ)償器以及帶補(bǔ)償器的滑?？刂扑惴ㄟ@三種工況下的時(shí)程分析圖，驗(yàn)證了所提控制算法的有效性；通過(guò)指定最大控制力（飽和控制）對(duì)補(bǔ)償設(shè)計(jì)前后進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了補(bǔ)償設(shè)計(jì)對(duì)控制效果與控制力的均衡。最后，將結(jié)

4、構(gòu)質(zhì)量矩陣浮動(dòng)10%?，給出位移時(shí)程圖與控制力時(shí)程圖，驗(yàn)證了本算法對(duì)于質(zhì)量參數(shù)變化的魯棒性。(3)對(duì)偏心結(jié)構(gòu)調(diào)液柱形阻尼器體系進(jìn)行了研究，建立了狀態(tài)方程，利用了一個(gè)單層偏心結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析。結(jié)果顯示，扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng)確實(shí)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)造成一定放大效應(yīng)；本文所提出的算法在偏心結(jié)構(gòu)調(diào)液柱形阻尼器體系中有良好的的控制作用。最后，將結(jié)構(gòu)剛度矩陣浮動(dòng)10%?，給出x方向的位移時(shí)程圖與控制力時(shí)程圖，驗(yàn)證了本算法對(duì)于剛度參數(shù)變化的魯棒性。研究結(jié)果表明，