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自适应磁流变控制系统研究

关新春  黄永虎  李惠  欧进萍  
【摘要】:因其阻尼力可调性,磁流变阻尼器替代被动阻尼器被用于土木领域的控制系统,诸如隔震控制系统和斜拉索减震系统等。但传统磁流变控制系统需要独立的电源、传感器和控制器方能工作,在大型建筑或大跨斜拉桥上,系统结构非常复杂,大大降低了可靠性。近年来,压电传感和驱动装置被广泛用于土木工程领域,且压电集能装置也逐渐成为研究热点。为简化控制系统并提高系统的可靠性,本文将压电集能技术与磁流变技术相融合,提出自适应磁流变控制系统。该系统中,压电集能装置利用压电效应,将被控结构的机械能转化为电能;振(震)动愈大,电能愈多;电能供给磁流变阻尼器,改变阻尼器内部磁场强弱分布从而调节其阻尼力大小;阻尼力改变,自适应结构控制得以实现。本文结合滨州黄河大桥N26号斜拉索和一个五层隔震结构模型,对自适应控制系统的设计过程进行了推衍,并通过Matlab仿真对比了不同控制方法下结构的反应。仿真结果说明,自适应控制系统具有较好控制效果。

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