安装磁流变阻尼器控制系统的结构抗震设计

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要智能可控装置磁流变阻尼器的研究和发展使结构振动控制具有了更广阔的应用前景。磁流变阻尼器控制系统在工程抗震中的推广和应用还有许多问题需要解决，本文力图在安装该控制系统的抗震设计方法方面做一些工作。首先在总结磁流变阻尼器的力学模型及工作原理的基础上，提炼出振动控制设计需要的力学参数。应用经典线性最优控制算法对结构受控方程进行分析，从振动控制本质出发，给出了磁流变阻尼器控制系统的5种控制方法。采用本文提出的库仑可调控制律，结合具体工程算例对不同控制方法进行了控制效果分析和比较，发现只有连续可调控制才能在不放大结构的绝对加速度的条件下，具

2、有较好的层间位移控制效果。其次分析了控制算法中权矩阵的影响，对照结构响应与控制投入之间的关系，提出微调矩阵和权参数的概念，比较了不同微调矩阵对单自由度和多自由结构的动力参数和控制效果的影响，给出了一种比较理想的微调矩阵的选择方式，该微调矩阵在结构附加阻尼比不太大的情况下，对结构的频率变化影响可以忽略，与其它微调矩阵相比，阻尼附加效果较好。最后提出了一种磁流变阻尼器控制系统的设计方法，基于现行建筑抗震规范，给出一种安装磁流变阻尼器控制系统的抗震设计方法和详细的设计步骤，并且选用具体工程算例进行了安装磁流变阻尼器控制系统的结构抗震设计。关键词:磁流变阻尼器，结构控制，

3、抗震设计方法一一一一一一翌塑理崔玺鳖迄些二一AbstractResearchesanddevelopmentsonsmartandcontrollableMagnetorheologicaldamper(MRD)haveshownawideprospectinvibrationcontrolofstructure.ThedevelopmentandapplicationofMRDcontrolsysteminseismicdesignstillhavealotofproblemstobesolved.Thispapermainlydealswithseismicd

4、esignmethodsofcontrolsystem.Firstly,basedonthesummarizationofMRD'sdampingforcemodelanditsworkingprinciple,themechanicalparametersforvibrationcontrolareextracted.ImplementingtheLQRcontrollawthecontrolledstructuralequationisanalyzed.Fromtheviewofcontrolessence,fivecontrolmethodsofMRDcon

5、trolsystemareintroduced.EmployingtheKulunadjustablecontrollawpresentedbythethesis,diferentcontrolmethodsareappliedtotheactualstructure.Theconclusionthatonlythecontinuousadjustablecontrolmethodcandecreasetherelativedriftonconditionthattheabsoluteaccelerationcan'tincreaseisdrawn.Secondl

6、y,theefectsofweightedmatrixofcontrollawareanalyzed;theconceptsofweightedparameterandmicro-adjustingmatrixaregiven.Aftercomparingtheinfluenceofthediferentmicro-adjustingmatrixefectonmechanicalparameterandthecontrolresultofSDOFandMDOFstructure,akindofidealmicro-adjustingmatrixisproposed

7、.Whentheadditionaldampingissmall,thematrixhaslittleinfluenceonthechangeinthestructuralfrequency,sothatthechangecanbenegligible.Comparedtoothers,thismatrixproducesthebestadditionaldampingresults.Atlast,akindofcontrolsystemdesignmethodwithMRDispresented.Basedontheup-to-datestructuralsei

8、smicc