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2018/01/02

壓電摩擦阻尼器自適應控制的抗震分析

 

  對於壓電摩擦阻尼器的使用的一個重要的環節,就是振動控制設計。自適應控制是現代控制理論的一個分支,自適應是指生物能夠改變自己的習性以適應新的環境的一種特征。自適應控制器能夠修正自身特性,以適應對象特性和擾動特性的變化。


 

  根據壓電摩擦阻尼器反應迅速的特點設計局部速度反饋控制,作為局部控制策略。局部速度反饋控制使壓電摩擦阻尼器的摩擦力同阻尼器兩端的相對速度成正比,使具有局部速度反饋控制的壓電摩擦阻尼器有粘滯阻尼的特點,能夠抑制結構位移和速度響應,而且又不會對結構的加速度響應產生劇烈影響。制震阻尼器試驗結果表明局部速度反饋控制,用於調節壓電摩擦阻尼器阻尼特性是十分有效的,它可以使結構在不增加加速度響應的條件下降低結構的位移和速度響應。

  壓電摩擦阻尼器同其它半主動控制裝置一樣是一種可控摩擦阻尼器,是對被動控制裝置的改進。它利用壓電材料電致伸縮的性質,通過調節壓電材料所處電場的場強,使壓電材料產生驅動力,來控制摩擦阻尼器摩擦面的壓力值,從而對阻尼器的耗能性能進行實時的調節,滿足其能夠對最優控制跟蹤的要求。制震阻尼器作為一種半主動控制裝置,它是通過阻礙結構內部的相對變形來消耗結構振動能量的,而其消耗能量速度又是電可調節的。因此,這種裝置可以用來控制結構振動,成為一類很有前景的結構振動控制裝置。設計了一種新型壓電摩擦阻尼器pall支撐。

  通過ansys有限元分析,模擬了在各級電壓下壓電摩擦阻尼器的阻尼特性,並根據結果給出了壓電摩擦阻尼器的含電壓參數的雙線性本構模型。分析結果表明含電壓參數的雙線性本構模型能夠較好的反映壓電摩擦阻尼器的阻尼特性,是一種有效的模型。根據壓電摩擦阻尼器反應迅速的特點設計了局部速度反饋控制,作為局部控制策略。局部速度反饋控制使壓電摩擦阻尼器的摩擦力同阻尼器兩端的相對速度成正比,使具有局部速度反饋控制的壓電摩擦阻尼器具有粘滯阻尼的特點,使其能夠抑制結構位移和速度響應,而且又不會對結構的加速度響應產生劇烈影響。試驗結果表明局部速度反饋控制,用於調節壓電摩擦阻尼器阻尼特性是十分有效的,它可以使結構在不增加加速度響應的條件下降低結構的位移和速度響應。

  局部速度反饋自適應控制律

  對於壓電摩擦阻尼器的使用的一個重要的環節,就是振動控制設計。自適應控制是現代控制理論的一個分支,自適應是指生物能夠改變自己的習性以適應新的環境的一種特征。自適應控制器能夠修正自身特性,以適應對象特性和擾動特性的變化。

  自適應控制律設計法以響應要求為設計目標,對動力響應的控制來說是一種直接方法。當然,作為自適應控制本身還有特殊的功能,如跟蹤系統參數的變化,在線識別功能和自我調整能力,因此自適應控制有很大的適用性。



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