探析基于er智能材料的结构振动半主动控制及界限开关半主动控制的理论与试验研究

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1、天津大学硕士学位论文基于ER智能材料的结构振动半主动控制及界限开关半主动控制的理论与试验研究姓名：卢志刚申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：何玉敖2001.1.1摘要{自从美国学者Yao(1972)提出结构控制以来，二十几年中结构控制理论得到了飞速的发展。从最初的被动控制到主动控制再到目前的研究热点——半主动控制，多学科的知识不断汇入到传统的结构工程学科中，为结构科学开辟了新的领域，找到了新的增长点。新的理论、技术、材料不断涌现，显示了结构控制技术具有强大的生命力。电流变液是智能材料与结构前沿领域中的一类重要

2、的驱动材料。由于它具有响应时间短、能耗低、顺逆可调等优点而倍受关注。日前，电流变液在机械领域和土木工程结构减振器领域具有很大的应用价值。J本文根据国内外的研究现状，对电流变液的性能、成分、本构关系、阻尼器建模、设计、制作等几个方面进行了全面系统的分析；在此基础上提出了一种智能可控阻尼器振型半主动控制算法。本文还从单自由度体系出发提出了一种基于界限开关控制律的层间相对位移界限值的最优选取原则。经计算机仿真证实了所选择的二次型最优指标J的合理性，也证实了其存在最优解。然后将此原则推广到多自由度体系，并进行了仿真计算。为

3、了检验本原则实际效果，本文对试验所获得的数据进行了分析，结果表明了此原则的合理性和科学性。[关键词]：，／智能材料、电流变液、电流变减振驱动器、t可变阻7暖型半主动控制、界限开关控制律、层间位移限值、变冈蜂变阻尼系统＼’ABSTRACTSincetheAmericanscholarYaobroughtforwardstructuralcontrol，thestructuralcontrolhasdevelopedrapidly．FrompassivecontroltOsemi·activecontrol，manyk

4、indsofknowledgeareputintothetraditionalstructuralsubject．Newtheory,technologyandmaterialappearconstantly．ERfluidisanimportantkindofactuatingmaterialofsmartmaterialandstmcture’Sforehand．Duetoitsvirtueoffastresponsetime，lowenergydissipationetc．，ithasbeenwelltake

5、ncareof．Today，ERfluidhasgreatappliedcostinmachineandcivilengineeringstructures．AccordingtothecurrentprogressofERfluid，systematicin、7estigationsaboutperformance，components，modeling，designingofERfluidareproceededandanewsemi-activecontrollawisputforwardinthispape

6、LThispaperpresentsaselectiveprincipleofoptimalinterbeddeddisplacementlimitbasedonon—offcontrolfromsingle·degree—of-freedomsystems．Therationalityoftheselectiveoptimaltargetisverifiedbysimulation，thenisgeneralizedtomulti—degree·of-freedomsystems．Inordertoinspect

7、theeffect，thepaperanalyzedtkcexperimentaldata．TheresultshowsthatitiSreasonableandscientific．Keyword：smartmaterial，ERfluid，ERactuator'semi-activecontrol，limiton—oKconeollaw,interbeddeddisplacementlimit，activevariablestiffnessanddampingsystem第一章绪论第一章绪论§1．1选题依据随着

8、社会的发展，诸如计算机、通讯、电力以及医疗等某些高、精、尖技术设备进入建筑物，如何保证地震发生时这些技术设备能正常运行而不致因建筑结构反应使其破坏，引发或加重次生灾害；随着建筑物高度的增加，如何保证结构因地震或风载作用引起的震(振)动摇晃不超过居住者所能承受的心理压力；在强烈地震作用下如何最大限度地确保结构的安全，不致使人民生命财产遭受重大损失。这些都是结构