应用MR阻尼器的非线性随机最优半主动控制

磁流变阻尼器对建筑结构地震响应半主动控制分析

模型及剪切型最优控制（ｌｐｄＯｔａＣｎｏ）Ｃｉｅ — ｐｍｌｏｔ１算法对建筑结构地震响应进行了半主动控制分析研究，ｐｉｒ并
且与结构被动控制的效果进行了对比。研究结论：Ｅ —ｃｎｒ地震激励作用下，在Ｉｅｔｏ被动控制和半主动控制对结构地震响应的水平位移与速度产
Ｍａｎｔ — ｈｏｏｉａａｅａｅｂｅｐｌｄｉｏｔｏｆｔｅｖｂａｉｎｏｉｉｓｃｕｅｉｏｅｇｏｎｒｓｗｔｇｅｏ— ｒｅｌｇｃｄｍｐｒｈｖｅｎａｐｉｎｃｎｒｌｏｈｉｒｔｆｃｖｌｔｔｒｎｆｒｉｎｃｕｔｉｉａｌｓｅｏｒｕｅｈｐｒｃｃｉｖｍｅｔｈｒｈｒｔｅｒｔａｎｌｓｓａｄｔｓｒｏｅｆｒｔｅｅｒｑａｅｒｓｏｓｆｂｉｉｇｓｒｃｕｅｅｆｔａｈｅｅｎ．Ｔｅｆｔｅｏｅｉｌａａｙｅｅｔａｅｄｎｏｈａｔｕｋｅｐｎｅｏｕｌｎｔｔｒｅｕｈｃｎｓｈｄｕｂｇｅ — ｒｅｌｇｃａｐｒｆｒｈｕｐｓｆｉｅｉｇｔｅａｐｉａｉｎｏｇｅ — ｒｅｌｇｃａｅｏｓｃｉｎｙｍａｔ — ｈｏｏｉａｄｎｌｍｅｅｐｒｏｅｏｄｎｎｐｌｔｆｍａｎｔ — ｈｏｏｉａｄｍｐｒｉｃｎｔｔ．ｏｔｗｈｃｏｌｎｕｒｏ
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地震作用下非对称结构平动-扭转耦合振动的半主动控制

地震作用下非对称结构平动-扭转耦合振动的半主动控制翟子胜;姜南【摘要】本文采用半主动控制方法对非对称结构在地震作用下的平动-扭转耦合振动控制进行了研究.首先建立了非对称结构的平动-扭转耦合振动方程和状态空间方程;然后以磁流变(MR)阻尼器为控制装置,结合线性二次型最优控制、最优控制算法和限幅控制策略,提出了基于MR阻尼器的半主动控制方法;最后对半主动控制方法对非对称结构地震反应的控制效果进行了计算分析.结果表明,半主动控制方法可以对非对称结构的水平位移、扭转位移和加速度反应都产生明显的控制效果,适当下调控制力需求时,不会导致控制效果的等比下降,降低MR阻尼器可调控制力上限后,可以减小阻尼器尺寸,便于其在工程实际中的应用.【期刊名称】《震灾防御技术》【年(卷),期】2014(009)003【总页数】6页(P462-467)【关键词】非对称结构;平动-扭转耦合振动;半主动控制;状态空间;控制策略【作者】翟子胜;姜南【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津300072;天津大学建筑工程学院,天津300072;滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津300072【正文语种】中文由于建筑结构的质量中心和刚度中心往往并不重合，所以结构在地震作用下除发生平动外，还会出现扭转，即产生平动-扭转耦联的振动反应。

为了减轻结构的地震反应，除了通过增加结构自身刚度、强度和延性的传统抗震方法外，还可以通过对结构设置控制装置来消耗、吸收结构的振动能量。

本文采用剪切型平扭模型，建立了结构的平扭耦联微分方程，同时采用Matlab软件描述结构的状态空间模型，取El Centro波和Tianjin波作为地震激励，分别对多层偏心结构的自由振动、在地震激励下的振动和在地震激励作用下的受控状态进行时程分析，对地震作用下非对称结构平动-扭转耦合振动的半主动控制效果进行了研究。

非对称结构在地震作用下会发生平动与扭转的耦合振动反应，即各楼层在自身所在平面内发生整体的平移和转动，其简化模型可以采用串联的刚片模型（幕朝辉，2003；李宏男等，2008），如图1所示，并服从如下假定（熊丽，2011）：（1）结构各层的质量和转动惯量都集中于各楼层处；（2）楼板在其自身平面内刚度无限大，而平面外刚度很小，可以忽略不计；（3）结构每层有三个自由度，即沿x轴和y轴的两个平动自由度，以及绕竖轴转动的一个自由度；（4）结构各层的质心和刚心分别位于两根不重合的竖轴上，两轴之间的距离为结构质量中心与刚度中心的距离，即静力偏心距es；（5）地震输入仅考虑x和y两个水平方向，不考虑垂直、扭转和摇摆分量。

高架桥地震响应的半主动控制研究

高架桥地震响应的半主动控制研究陈送财;李锦华【摘要】文章根据高架桥的结构特点, 将整个结构简化为多自由度(MDOF)体系, 采用磁流变(MR)阻尼器中修正的Bouc-Wen模型和剪切型最优控制(clipped-optimal control) 算法对高架桥的地震响应进行了半主动控制研究;同时将MR阻尼器半主动控制与结构被动控制和主动控制的效果进行了对比研究;使用EI-Centro波、Taft波和天津波3种地震波对高架桥-MR阻尼器半主动控制系统进行了数值模拟计算.数值结果表明:基于MR阻尼器的半主动控制能够有效地减小高架桥的水平地震位移, 其控制效果明显优于被动控制,且接近于主动控制.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(033)007【总页数】4页(P1053-1056)【关键词】高架桥;振动控制;磁流变阻尼器;半主动控制;地震【作者】陈送财;李锦华【作者单位】安徽水利水电职业技术学院,市政工程系,安徽,合肥,231603;上海大学,土木工程系,上海,200072;华东交通大学,土木建筑学院,江西,南昌,330013【正文语种】中文【中图分类】TU352.1为了控制工程结构的地震振动,过去常用的方法是在结构上安装高阻尼橡胶圈或粘滞阻尼器,利用这些装置增加结构的模态阻尼比,达到隔震的目的。

在高架桥梁工程中,这种隔震技术得到了广泛的研究与应用。

然而,隔震技术在实际工程应用中,存在一定的局限性[1]。

近年来,国内外学者将用于汽车悬吊结构振动控制的磁流变(MR)阻尼器应用到土木工程结构地震振动控制上,并取得了较好的效果[2,3]。

MR阻尼器是一种典型的半主动控制元件,它具有构造简单、响应速度快、耐久性能好、阻尼力大且连续可调等优点。

特别突出的是MR阻尼器所需要的能源很低(小于50 W),其工作电压只需2～25 V;即使地震中能源中断,MR阻尼器仍可作为被动耗能装置(粘滞阻尼器)继续发挥控制作用(fail-safe),具有很强的鲁棒性。

三级阻尼半主动悬架的最优控制

三级阻尼半主动悬架的最优控制
郑昭明;胡百鸣
【期刊名称】《武汉冶金科技大学学报》
【年(卷),期】1996(019)003
【摘要】本文采用两自由度悬挂系统模型，以目标函数为双加权，通过在线递推计算车身动位移，估计道路的随机统计特性，用三级阻尼器实行半主动悬架的最优控制，较明显地改善了悬挂系统的性能。

【总页数】6页(P331-336)
【作者】郑昭明;胡百鸣
【作者单位】基础科学二部;基础科学二部
【正文语种】中文
【中图分类】U463.33
【相关文献】
1.基于磁流变阻尼器的车辆半主动悬架最优控制的研究 [J], 赵亮;文桂林;韩旭;刘桂萍;黄雨华
2.最优控制在半主动悬架中的应用 [J], 武柏安; 回学文; 龙海洋; 李耀刚
3.基于遗传算法的磁流变半主动悬架最优控制 [J], 武柏安;龙海洋;李耀刚;纪宏超;回学文;郑直
4.轮毂电机驱动汽车半主动悬架自适应最优控制 [J], 李仲兴;宋鑫炎;刘晨来;薛红涛
5.轮毂电机驱动汽车半主动悬架自适应最优控制 [J], 李仲兴;宋鑫炎;刘晨来;薛红涛
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磁流变阻尼器

磁流变阻尼器磁流变阻尼器又称MR阻尼器。

一、基本介绍MR阻尼器是近十年出现的一种新型的结构半主动控制装置。

这种阻尼器具有结构简单、阻尼力连续逆顺可调并目_可调范围大、响应快、良好的温度稳定性以及可与微机控制结合等优良特性}fu受到广泛关注。

目前，MR 阻尼器已在车辆悬挂系统、斜拉桥拉索振动控制、海洋平台结构的减振及高层建筑的隔振等方面得到了初步的应用，展现出了良好的应用前景。

MR阻尼器是一种问世不久的新型阻尼器，具有阻尼力大小可控、体积小、响应快的优点。

目前市场上供应的MR阻尼器均为电流调节式，如美国LORD公司的RD-1005型MR阻尼器，该阻尼器由磁流变液、活塞、线圈、外缸等组成，作用在阻尼器两端的往复外力推动活塞，活塞两端的磁流变液通过活塞上的节流孔往复流动。

二、分类磁流变液在MR阻尼器内的运动，一般可近似等同一个无限大平行平板间的几种不同形式。

根据流体的受力状态和流动特点的不同，MR阻尼器主要分为阀式、剪切式、剪切阀式和挤压流动式。

（1）阀式:这种阻尼器的特点是通过迫使磁流变液通过一对固定极板间隙Ifu产生阻尼。

（2）剪切式:这种装置在工作过程中，上下极板以相对速度v平行运。

（3）剪切阀式:剪切阀式MR阻尼器内的磁流变液既像阀式MR阻尼器内的磁流变液那样受到挤压被迫通过两极板，又像剪切式MR阻尼器内的磁流变液那样受到两极板相对运动时产生的剪切作用。

（4）挤压流动式:磁流变液装置还可以设计成两极板以相对速度v作接近或拉开运动形式的挤压流动式MR阻尼器，它迫使流体向与极板运动速度垂直的方向流动。

不过由于这种类型的减振设备存在一些缺点受到一定的限制，如磁路设计比较复杂和此类设备的工作原理决定了磁路间隙受场强设计的限制不可能太大等。

因此，这种减振器只适合十振幅不大的减振对象。

三、工作原理当线圈内的电流增大，节流孔内磁场就会增强，磁流变液流过节流孔的阻力随之增大，使得阻尼器输出的阻尼力增大，反之，电流减小，阻尼力也减小。

基于磁流变阻尼器的车辆半主动悬架最优控制的研究

Ｚｈａａｎ，ＷｅＧｕｉｉｏＬｉｇｎｌｎ，ＨａＸｕｎ，ＬｉＧｕｐｉ＆ＨｕａｕｉｎｇｎｇＹｕｈｕａ
１Ｈｕａｎｖｒｔ，ｔｔｅａｏａｒｄａｃｄＤｓｎ．ｎｎＵｉｓｙＳａｅＫｙＬｂｒｔｙｏｖｎｅｅｎａｄＭａｕａｔｒｇｆｒｅｉｅＢｄ，ｈｎｓａ４０８；ｅｉｏｆＡｎｆｃｕｉｏｈｃｏｙＣａｇｈ１０２ｎＶｌ２ＨｕａｒｎｐｒｔｎａｄＴａｆｒｔｎＥｃｉｔｏｏｔｃｉｏｏａｉｎＣａｇｈ４０８．ｎｎＴａｓｏｔｉｎｒｎｏｍａｉｌｔｃｙｆＣｎｒｔｎＣｒｒｔ，ｈｎｓａ１０２ａｏｓｏｅｒｉｓｕｏｐｏ
ｉｕｅｏｓｍｕａｅｔｅｂｈｖｏｆｓｓｄｔｉｌｔｈｅａｉｒｏａｅ．Ｔｅｏｔｌｉｈａｕｓｆｒｈｐｉｌｏｔｌｒａｅｆｕｄｂ — ＭＲｄｍｐｒｈｐｉｇｔｌｅｏｅｏｔｍａｗｅｖｔｍａｎｒｌｕｒｒｖｈｃｄｌｕｌ，ｔｅｉｐｅｅｔｉｆｏｔｌｃｎｒｌｎｓｍ —ｃｉＡｓｃ］ａｅｎａｑａｔｅｉｅｍｏｅｂｉｈｍｌｍｎａｏｏｐｉｏｔｅｉｔｅｒｅｌｔｔｎｍａｏｏａｖ
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程
２０（ｏ．０Ｎ．０８Ｖ１）ｏ４３
２００８年（３）４期第０卷第
ＡｔｏｉｎｉｅｉｇｕｏｔｅＥｇｅｒｍｖｎｎ
２０８７００５

高架桥地震反应半主动控制分析

高架桥地震反应半主动控制分析
阎石;张海
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】2003(23)6
【摘要】本文探讨了高架桥结构地震反应LQR(LinearQuadraticRegulator)半主动控制算法以及考虑刚度退化的桥墩非线性计算模型,并利用Matlab语言编制的程序对其进行了数值仿真计算。

结果表明,将隔震技术与利用MR阻尼器的半主动控制技术相结合,能够有效地减小高架桥的地震反应;MR阻尼器的设置位置以及结构的参数对控制效果有较大影响。

考虑桥墩非线性影响将能得到更为接近实际的计算结果。

【总页数】5页(P169-173)
【关键词】高架桥;地震反应;半主动控制分析;MR阻尼器;非线性
【作者】阎石;张海
【作者单位】沈阳建筑工程学院土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU973;P315.966
【相关文献】
1.高架桥地震响应的半主动控制研究 [J], 陈送财;李锦华
2.城市隔震高架桥梁地震反应的半主动控制 [J], 李忠献;岳福青;周莉
3.高架桥梁地震响应模糊半主动控制 [J], 陈水生;王德山;张戬;
4.基于可控阻尼的框架结构地震反应半主动控制分析 [J], 张敏;付熊
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MRD模型参数识别及其在振动控制中的应用

图 5 参数随电流变化趋势及误差曲线
图 6 c0, k0, A拟合结果
图 7 仿真值与试验值对比
22 6
振动、测试与诊断第 32 卷
3 MRD 在车辆悬挂系统半主动控制中的应用
3. 1 车辆模型
对基于 MRD 的半主动控制系统进行设计和仿真分析, 将 MRD Bouc-W en 模型用于单车整车模型。
其中: A, B, C 和 D 为特征参数, 取值见文献[ 13] 。
利用 ADAMS 和MAT LA B 联合仿真的方法实
现车辆悬挂系统的横向半主动控制。首先将二系悬
挂横向减振器输出阻尼力设置为控制变量的形式,
将车辆模型导入SIMULINK 环境中, 然后设计半主
动控制器和 MRD, 最后将车辆模型、半主动控制器和 MR D 整合成车辆悬挂半主动控制系统[ 14] , 其结
知变量的个数; Opt ions 为GA 的结构参数。
GA 的线性约束表达为
Ax ≤ b; Aeqx = beq; LB ≤ x ≤ UB ( 4)
GA 的非线性约束用 Nonl con 函数来表达, 它包括
ci( x ) ≤ 0 ( i = 1, 2, …, m)
( 5)
ceqi( x ) = 0 ( i = m + 1, …, mt)
振动、测试与诊断
Journal of Vibrat ion, Measurement & Diagnosis
Vol. 32 No. 2 Apr . 2012
MRD 模型参数识别及其在振动控制中的应用X
廖英英, 刘永强, 刘金喜, 杨绍普
( 石家庄铁道大学土木学院石家庄, 050043)

基于磁流变阻尼器的汽车悬架半主动控制

ｉｒｖｕｏｍｏｉｅｒｄｏｏｔＴｅｄｎｍｉｈａｔｒｓｉｓｏｕｐｎｉｎｕｄｒｓｎｓｉａｘｉｔｎａｄｒｎｍｐｅａｔ— ｔｅｃｍｆｒ．ｏｖｉｈｙａｃｃａｃｅｉｔｆｓｓｅｓｏｎｅｉｕｏｄｅｃｔｉｎａ－ｒｃｌａｏ
贾启芬，许恒波，王影，习军刘
（天津大学机械工程学院，天津３０７）００２摘要：为研究磁流变阻尼器在汽车振动控制中的应用可行性，Ｂｕ－ｎ磁流变阻尼器模型进行了数值计算对ｏｃＷｅ
分析，揭示了１４个参数对模型阻尼力的影响．运用随机理论对Ｂｕ — ｎ模型及基于该模型的汽车悬架进行了模ｏｃＷｅ拟仿真分析，与传统线性阻尼器进行对比，采用非线性阻尼器模型能更精确描述汽车悬架的物理特性，通过对比半
ｂａｉｎｃｎｒｌｔｎｕｎｅｏ４ｐｒｍｅｅｓｏｕ－ｅｄｌｏａｉｇｆｒｅＷａｅｅｌｄｂｕｒｃｒｔｏｏｔｏ，ｈｅｉｆｅｃｆ１ａａｔｒｆＢｏｃＷｎｍｏｅｎｄｍｐｎｏｃｓｒｖａｅｙｎｍｅａｌｉｌ
Ｖｅｉｌｕｐｎｉｎ、ｈＭａｎｔｒｅｉｇｃｌＤａｈｃｅＳｓｅｓｏｔｇｅｏｈｏｏｉａｍｐｒＵｎｅｅｄｒ
ＳｍｉＡｃｉｅＣｏｔｏｅ．ｔｎｒｉｖ
ＪＡＱ— ｎＸｅｇｂ，ＮｉｇＬＵＸ－ｎＩｉｅ，ＵＨｎ —ｏＷＡＧＹｎ，Ｉｉｕｆｊ

电流变阻尼器对汽车悬架结构振动的智能半主动控制

电流变阻尼器对汽车悬架结构振动的智能半主动控制哎呀，你知道吗？现在汽车里那些高科技玩意儿可都是些大能手，它们就像是汽车的“智能助手”，帮咱们搞定好多让人头疼的问题。

比如说，悬架系统要是不听话了，车子就晃来晃去，坐起来就像坐过山车一样刺激。

这时候，电流变阻尼器就闪亮登场了！电流变阻尼器，这个名字听起来有点高科技，其实说白了就是靠电流来调节阻尼力的神器。

它就像是弹簧床的“弹簧”，能让汽车悬架系统软硬适中，既不像石头一样硬邦邦，也不像棉花一样软绵绵。

有了它，汽车在路上跑起来就稳当多了，就像有了个贴心的小跟班，时刻关注着车身的稳定性。

想象一下，你正开车在高速公路上飞驰，突然，前方出现了一个大坑，车子猛地一颠，悬架系统立刻反应过来，通过电流变阻尼器的调节，车身稳稳当当，连颠簸都没让你感觉到一丝一毫。

这不就是悬架系统的“智能半主动控制”嘛！电流变阻尼器就像是个聪明的小主人，时刻守护着你的安全。

当然了，电流变阻尼器可不是随便什么车都能用的。

你得挑那种有高级感的车型，比如奔驰、宝马这些豪车，才能体验到这种“科技感”。

而且啊，还得是个懂车的行家，才能知道怎么调校电流变阻尼器，让它发挥最大的作用。

不过别担心，随着技术的不断进步，电流变阻尼器的应用也越来越广泛了。

现在好多新能源车都开始用上了这种技术，让车子开起来既环保又智能。

未来啊，说不定我们还能坐在家里就能遥控家里的汽车，就像玩电子游戏一样简单呢！总之啊，电流变阻尼器在汽车悬架中的应用就像是给车子装上了一个智能大脑。

它不仅能让车子跑得更快更稳，还能让驾驶变得更加轻松愉快。

想想看，要是路上再遇到啥小坑小洼，电流变阻尼器都能帮你稳稳当当，那该多好啊！所以啊，下次看到豪车的时候，别忘了夸夸它的“智能”哦。

电流变阻尼器可是它们的“秘密武器”，让车子跑得飞快又稳当。

要是你也有机会体验一下这种高科技带来的舒适和安全，那就赶紧试试吧！。