基于粘弹性阻尼器的输电塔风振控制仿真

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1、第22卷第4期广东电力V01．22No．42009年4月GUANGDONGELECI'RICPOWERApr．20O9文章编号：1007·29()x(2009)04—0()(】1-()3基于粘弹性阻尼器的输电塔风振控制仿真孔伟，代晓光，杨振伟(东北电力大学建筑工程学院，吉林吉林132012)摘要：从现代控制理论出发，将设置有粘弹性阻尼器的结构作为控制系统，建立其数学模型及状态方程，施加模拟的风荷载，在slMuLINK环境下进行动态仿真，得到受控结构在风荷载作用下的动态反应，然后将受控结构与非受控结构塔顶质点的动力响应进行比较。比较结果表明：粘弹性阻

2、尼器有效减小了结构的振动反应，SIMULINK软件提高了输电塔仿真的质量和效果。关键词：输电塔；粘弹性阻尼器；风振控制；SIMULINK；仿真中图分类号：TM753文献标识码：ASimulati0n0fWindVibrati0nC0ntr0lf0rP0werTransmissi0nT0wersBased0nVisc0elasticDampersK0NGWei．DAIXiao—guang，YANGZhen—wei(SchoolofCivilEngineering．NortheastDianliUniv．．Jilin，Jinlin132()12·Chi

3、na)Abstract：Accordingtomoderncontrolfhe0ryandregardingthestructurewithViscoe1asticdampersasacontrolsystem-itsmathematicalmodelandstateequationwithanaloguewindlOadareestablished．Dynamicsimu1atiOninSIMULINKenvirOnmentiscarriedout。andthedynamicrespOnsesofthecOntrOlledstructureaff

4、ectedbVthewindlOadareobtained．Thentheoverheadparticle’sdVnamicrespOnsesofthecOntrOlledstructureandnOn．contrO儿edstructurearec0mpared．Theresultshowsthattheviscoelasticdampereffectivelyreducesthev．bratiOnrespOnsesofthestructure，andSIMULINKimprovesthequalitvandeffectoftransmissiOn

5、towersimulatiOn．Keywords：pOwertransmissiontower；viscoelasticdamper；windvibratiOncOntrol；SIMULINK；simulatiOn输电塔的高柔特性使它对风荷载尤其敏感l_1，器进行控制是一种简便实用的方法，在输电塔振动容易发生振动疲劳损伤和极端条件下的倒塌破坏，控制中具有广泛的应用前景。粘弹性阻尼器依靠结进而影响供电系统的正常运行。输电塔风振控制通构之间发生的位移来耗散能量，不仅对于微小的位过改变或调整结构的动力特性或动力作用，减小工移能起作用，而且结构简单，材料经

6、济，体积程结构振动反应，从而达到对输电塔的有效控制。小。典型的粘弹性阻尼器如图1所示。利用计算机仿真得到输电塔的风振响应，分析系统特性，可以对新建铁塔提出科学评估和改进方案。因此，进行输电塔的动态仿真和动力分析，是提高输电塔质量的重要手段。1分析模型图1粘弹性阻尼器1．1粘弹性阻尼器目前对结构的控制方法很多，采用粘弹性阻尼粘弹性阻尼器的力学性能可由弹簧元件和阻尼元件相互的并联结构来描述。设粘弹性阻尼器的等收稿日期：2(】08．叭．15效刚度为足，等效阻尼为c，则广东电力第22卷1一GSGS箱，提供了集成化的图形环境，具有直观、简便、一cd一’易于理

7、解的特点_5]。在风振作用下的受控结构，其式中：Jfz为弹性层厚度，m；为弹性层面积，动力微分方程是二阶矩阵微分方程，可看作是一控m；，。为激励频率，Hz；G和G分别为粘弹性制系统，风荷载作为输入信号，受控结构的动力响材料的储能剪切模量和损耗剪切模量，N／m。应就是该系统的输出响应。仿真模型由1．2结构的动力学方程SIMULINK软件中各基本模块组成，基本模块间由于本文只考虑输电塔顺风向风振响应，为简通过信号线连接，可以构造出任何复杂的模型。化计算，可将输电塔简化为多个质点串联的多自由2．1风荷载时程模拟度模型，塔架所承受的风荷载均作用在质点上_3

8、]。根据对大量的脉动风实测样本时程曲线的统计自由度数为凡的输电塔在风荷载作用下任意时刻分析可知，脉动风速本身可用具有零均值