文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
磁流变阻尼器半主动控制仿真研究
姓名:彭扬
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:肖贵泽
20050421
摘要
磁流变阻尼器是一种出力大响应快耗能低具有广阔应用前景的智能阻尼
器用于半主动控制时因其自动适应外界环境荷载的能力而可以显著地改善结构
的抗震性能本文针对磁流变阻尼器作为智能半主动控制装置用于土木工程结构的
振动控制进行了以 SIMULINK 为平台的一系列数值仿真研究
首先本文在双线型恢复力模型微分方程的基础上利用 SIMULINK 强大而简
明的建模能力分别建立了未考虑退化和考虑退化的双线型恢复力模型并在一个
三层钢筋混凝土框架上进行了数值仿真验证了这种建模方法的有效性
其次在分析研究磁流变体性能的基础上研究了各种磁流变阻尼器静力模型
和动力模型比较了它们描述磁流变阻尼器性能的准确性根据杨广强的实验数据
建立基于修正的 Bouc-Wen 模型下的磁流变阻尼器 SIMULINK 仿真模型并进行了
在正弦波荷载作用下的磁流变阻尼器的数值仿真
最后研究了磁流变阻尼器的两种控制算法利用编制的 SIMULINK 恢复力模
型和磁流变阻尼器仿真模型进行了结构在地震作用下的磁流变阻尼器减振控制仿真
研究比较了双态控制算法和模糊控制算法研究了磁流变阻尼器安装位置对于控
制效果的影响同时针对结构振动模糊控制规则生成困难的问题提出了一种获
取模糊控制规则的实用方法研究表明第一两种控制算法都表明磁流变阻尼器
能有效的减小结构在地震作用下的反应相比而言双态控制原理简单实现容易
控制效果不错模糊控制相对复杂实现稍复杂但是它可以利用磁流变阻尼器的
整个动态性能控制效果相对更好第二磁流变阻尼器一般安装到结构的薄弱位
置或反应较大的位置这对于减小结构的反应更有效果
总而言之磁流变阻尼器能够显著的减小结构在地震作用下的反应是一种非
常有前景的半主动控制装置
关键词半主动控制双线型恢复力模型 SIMULINK 磁流变阻尼器
修正的 Bouc-Wen 模型模糊控制算法双态控制算法
III
Abstract
The MRFD (orheological Fluid Damper) is a kind of intelligent dampers
which have the characteristics of high-force, rapid-response, low-energy consummation
and consequently a promising application future. When the MRFD is applied to the
semi-active control, it can significantly enhance the structures’ aseismatic performance
due to the MRFD’s active-adaptation to the external loads. In this dissertation, for the
application of MRFDs, a series of numerical simulation researches have been done on the
platform of SIMULINK.
First of all, in this dissertation, based on the differential equations of bilinear
restoring force models and utilization of the powerful and inct capability of model
construction, two kinds of bilinear restoring force models, in which the degradation
effects are considered and not considered respectively, have been constructed. The
numerical simulation on a three-storey reinforced concrete frame has verified this method
of the model construction.
Secondly, on the base of the analysis of MRF’s performance, variou