文档介绍：中文摘要水工弧形钢闸门由于结构轻巧,操作方便,得到了广泛的应用。但同时也因为刚度、阻尼小,容易振动。弧形钢闸门在侧止水漏水或失效和下游淹没出流的小开度组合情况下,将发生强烈的自激振动。对这种自激振动采用水力学条件优化和结构优化并不能较好地抑制闸门的强烈振动,而且这种优化只能在闸门建造前应用。智能材料的发展和振动控制技术的运用,为解决闸门的强烈自激振动问题提供了可能和新的途径,特别是对己建闸门,意义更大。本文主要致力于寻求一种能进一步解决闸门自激振动问题的有效控制装置和控制策略。本文以某水利枢纽的导流底孔弧形钢闸门为研究背景,根据简化三维模型和模拟的时程荷载,对智能阻尼器用于弧形闸门结构的流激振动反应减振控本文首先基于三维空间有限元模型的动力分析建立了弧形闸门结构动力等效的三维多自由度集中质量简化模型,并利用简化模型进行了结构的动力特性和振动反应分析。两种模型的动力特性和振动反应比较表明,弧形闸门的减振控制中可以采用本文建立的三维多自由度简化模型。然后,根据弧形闸门水弹性模型实验结果和相关实测结果用遗传算法模拟了产生破坏性振动的激振平稳脉动荷载和非平稳脉动荷载时程曲线,并提出了非平稳荷载时程的时变建模方法。该法假定时变参数按马尔可夫方式变化,采用最大似然估计、过滤和平滑的方法获得模型的时变参数。模糊逻辑控制是一种特别适用于无法得到准确数学模型、多输入、具有不确定因素、非线形系统的控制方法。基于多种群遗传算法的模糊系统的优化设计,把模糊控制和遗传算法结合起来,用遗传算法优化模糊控制的隶属度函数和控制规则,充分发挥了遗传算法强大的寻优能力,构成一种控制优化的设计思想,改善了模糊控制的效果。把遗传优化模糊控制和半主动控制结合起来,构成了本文的优化模糊半主动控制策略。根据水工弧形闸门的结构特点,建立了水工弧形闸门结构阻尼器智能减振系统模型,对智能控制系统模型采用半主动控制策略和遗传优化模糊半主动控策略进行了仿真研究。研究结果表明,采用这两种半主动控策略的智能阻尼器均能有效地减小弧形闸门结构的振动反应,并且减振效果对平稳荷载和非制进行了多种智能半主动控制研究。武汉理工大学博士学位论文
平稳荷载均有较好的效果。阻尼器参数分析表明,半主动控制策略的参数对减振效果有明显的影响,合理的参数选择是智能阻尼器取得良好减振效果所必需的。上述两种控制策略还分别与被动一关、被动一开控制和常规模糊控制进行了比较。结果表明,优化模糊控制比常规模糊控制、被动一关控制、被动一开控制效果要好得多,与半主动控制的控制效果相当,而且优化模糊控制对具有不确定参数水工弧形闸门结构的流激振动控制还具有较好的鲁棒性。关键词:弧形闸门,流激振动,简化模型,荷载模拟,磁流变阻尼器,半主动控制,遗传算法。Ⅱ
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研究生签名:垃蝼日期:±堕:签名:八苷贚导师签名日期:如甀口关于论文使用授权的说明独创性声明及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明,所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作的说明并表示了谢意。保存论文。
第一章绪论课题工程背景及研究意义引言面闸门外,工作闸门大多采随着我国水利水电建设事业的不断发展,各种大坝不断兴建。低水头溢流坝的控制闸门挡水面积和闸门跨度愈益加大,高水头大坝的工作水头不断增加,大量的工作闸门需要满足局部开启要求,这对闸门的安全运行提出了更高的要众所周知,弧形闸门因其启门力小,没有门槽,操作运行方便等优点而在用弧形闸门,我国已建约万座水库,其中大中型水库多座,配有大量的泄水建筑物和控制闸门【。从总体上看,我国已建工程的绝大多数弧形闸门的运行状况良好,但尚有部分闸门出现各种各样的问题。突出表现为止水体型个良和物理性能达不到标准以及闸门结构在动水作用下的流激振动问题,有的闸门因在特殊水动力荷载作用下产生强烈振动,乃至因支臂动力失稳而破坏。从国家电力公司第二轮定检资料【坷纯矗仓っ髁苏庖坏恪8莨谕獯罅抗程的运行经验,能否确保弧形工作门的运行安全,