论文题目: 巨型钢框架悬挂结构体系减震半主动控制研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 蓝文武
导师: 韦树英
关键词: 巨型钢框架,悬挂结构体系,参数分析,吊杆长度主动可变,主动变刚度控制,主动变阻尼控制,变结构控制,切换函数设计,变结构控制器设计
文献来源: 广西大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文在充分分析国内外相关研究成果的基础上,对巨型钢框架悬挂结构体系进行了主动变刚度和主动变阻尼的半主动振动控制研究,具体包括以下几个方面: 1.第1章,综述了巨型结构悬挂体系及其半主动振动控制的发展、研究现状及工程应用,介绍本文选题的出发点以及论文的主要研究内容。 2.第2章,采用随机分析方法对巨型钢框架悬挂结构单、多自由度体系进行了主子结构间频率比、质量比、阻尼比等参数的优化分析研究,建立起这些参数与结构随机响应均方差之间的相关关系,从关系规律中确定最优参数。并进一步提出了直接以吊杆长度作为参数,通过建立该参数与结构的均方差响应的关系曲线,从中确定最优杆长的吊杆长度实用设计方法。 3.第3章,提出一种可实时、连续改变悬挂层吊杆长度的主动变刚度控制装置,该装置通过实时改变吊杆的长度而改变结构体系的水平振动的动力特性,同时对结构体系产生了水平向弹性恢复力增量,合理设计后,该弹性恢复力增量成为了有利于结构减震、类似于结构控制中的控制力。 4.基于LQR最优控制理论,本文在吊杆长度改变引起的弹性恢复力增量(即主动变刚度控制力)与二次型最优控制力之间建立了对应关系,并在使弹性恢复力增量尽量逼近或跟踪实现LQR最优主动控力的原则下,推导得到了求解最优弹性恢复力增量的算法,并据此建立了求解实时最佳吊杆长度改变量的方法。算例分析表明,该主动变刚度装置对结构的位移和速度反应的控制效果较好,但对结构的加速度反应的控制效果不理想。 5.在第4章,将已有的一种典型的主动变阻尼控制装置引入巨型钢框架悬挂结构体系的振动控制中,并以一种不同于已有研究的装置布置位置方式进行
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
§1.1 巨型结构体系概述
1.1.1 巨型结构的产生与发展
1.1.2 巨型结构的分类
1.1.3 巨型结构的特点
1.1.4 巨型悬挂结构体系及其工程实例简介
§1.2 结构半主动控制的研究现状
1.2.1 结构振动控制的概述
1.2.2 结构半主动振动控制的研究现状
1.2.3 结构半主动振动控制的亟待解决的问题
§1.3 巨型悬挂结构体系的振动控制研究现状
§1.4 巨型悬挂结构体系的振动控制中有待研究的一些问题
§1.5 本文的选题与研究工作内容
第2章 巨型钢框架悬挂结构体系的参数设计
§2.1 概述
§2.2 单层钢框架单层悬挂结构体系的参数分析
2.2.1 单层巨型钢框架单层悬挂结构体系的传递函数
2.2.2 单层巨型钢框架单层悬挂结构体系的位移反应均方值
2.2.3 单层巨型钢框架单层悬挂结构体系的参数分析
§2.3 多层巨型钢框架多层悬挂楼层结构体系的均方响应和参数设计
2.3.1 多层巨型钢框架多层悬挂结构体系的运动方程
2.3.2 多层巨型钢框架多层悬挂结构体系的传递函数
2.3.3 多层巨型钢框架多层悬挂结构体系的的位移和速度的均方响应
2.3.4 多层巨型钢框架多层悬挂结构体系的参数设计
2.3.5 算例分析
§2.4 结语
第3章 巨型钢框架悬挂结构体系的变刚度半主动控制
§3.1 概述
§3.2 吊杆长度可变的主动变刚度控制装置
3.2.1 吊杆长度可变的主动变刚度控制装置组成
3.2.2 变刚度装置的工作原理
3.2.3 变刚度装置的优缺点
3.2.4 变刚度装置的单元刚度系数
§3.3 巨型钢框架悬挂结构体系的简化分析模型
3.3.1 巨型钢框架的简化分析方法概述
3.3.2 巨型钢框架的简化分析模型
§3.4 巨型钢框架悬挂结构体系的运动方程
3.4.1 主结构—巨型钢框架的单元刚度矩阵
3.4.2 巨型钢框架悬挂楼层体系的单元质量矩阵
3.4.3 子结构——悬挂楼层体系的刚度矩推导
3.4.4 巨型钢框架悬挂搂层体系的阻尼矩阵
3.4.5 总质量矩阵和总刚度矩阵的分块
§3.5 巨型钢结构悬挂结构体系的变刚度主动控制的力学模型
3.5.1 吊杆长度改变时结构体系的运动方程
3.5.2 变吊杆长度或变刚度产生的控制力
§3.6 基于LQR的变刚度主动控制的最优吊杆长度系数
3.6.1 线性二次型(LQR)经典最优控制
3.6.2 求解最优吊杆长度系数的方法
§3.7 悬挂子结构体系对巨型钢框架的自振特性的影响分析
§3.8 巨型钢结构悬挂结构体系的变刚度控制算例分析
§3.9 结语
第4章 巨型钢框架悬挂结构体系的变阻尼半主动控制
§4.1 概述
§4.2 巨型钢框架悬挂结构体系的变阻尼控制装置
4.2.1 变阻尼控制装置
4.2.2 变阻尼控制装置的可控阻尼力
4.2.3 主动变阻尼控制装置的阻尼力的实施过程
§4.3 基于变结构控制理论的巨型钢框架悬挂结构体系的主动变阻尼控制力
4.3.1 变结构控制的基本概念
4.3.2 本文采用的变结构控制方法
4.3.3 基于变结构控制理论的主动变阻尼控制力
§4.4 巨型钢框架悬挂结构体系主动变阻尼控制算例分析
4.4.1 对主结构和子结构最大层间位移的减振效果
4.4.2 对主结构和子结构位移、速度反应的减振效果
4.4.3 对主结构和子结构加速度反应的减振效果
4.4.4 结构主动变阻尼半主动控制力的特点
4.4.5 结构主动变阻尼半主动控制与变吊杆长度的变刚度控制的比较
§4.5 结语
第5章 总结与展望
§5.1 主要的研究成果
§5.2 研究展望
参考文献
致谢
读博期间发表的论文及承担的科研项目
发布时间: 2005-07-21
参考文献
- [1].考虑土—结构动力相互作用的巨型框架隔震悬挂结构动力响应分析[D]. 王学庆.辽宁工程技术大学2009
- [2].高层结构体系弹性整体稳定性研究[D]. 苏健.浙江大学2012
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