基于磁流變阻尼結(jié)構(gòu)控制算法的優(yōu)化與應(yīng)用研究.pdf

1、磁流變阻尼器（Magnetorheological Fluid Dampers，簡(jiǎn)稱MRFD）是一種新型的抗震減震裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，能耗小和阻尼力連續(xù)順逆可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，在土木工程中有著廣泛的應(yīng)用前景。模糊控制是磁流變阻尼結(jié)構(gòu)比較常用的一種控制方法，但模糊控制的設(shè)計(jì)易受人類主觀經(jīng)驗(yàn)的影響而不完善，致使控制的效果受到影響。因此，對(duì)于磁流變阻尼結(jié)構(gòu)控制算法的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文詳細(xì)敘述了磁流變阻尼器的設(shè)計(jì)及力學(xué)性能

2、測(cè)試過(guò)程，并對(duì)磁流變阻尼結(jié)構(gòu)控制算法進(jìn)行了優(yōu)化與應(yīng)用研究。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)從材料的選擇、幾何尺寸設(shè)計(jì)、磁路設(shè)計(jì)以及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)等四個(gè)方面，詳細(xì)說(shuō)明了最大出力為20kN的剪切閥式磁流變阻尼器的設(shè)計(jì)過(guò)程。并對(duì)該阻尼器進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試，通過(guò)試驗(yàn)分析了阻尼器力-位移、力-速度滯回曲線的特點(diǎn)，研究了阻尼力與加載電流、幅值、頻率間的變化規(guī)律。
　　(2)利用遺傳算法和粒子群算法分別優(yōu)化模糊控制規(guī)則，并對(duì)安裝磁

3、流變阻尼器的某三層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明:利用遺傳算法優(yōu)化模糊控制、粒子群算子優(yōu)化模糊控制使結(jié)構(gòu)項(xiàng)層位移、加速度的控制效果均得到了明顯提高。
　　(3)仿真分析了某十一層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在多遇和罕遇地震波作用下，無(wú)控結(jié)構(gòu)、模糊控制的磁流變阻尼結(jié)構(gòu)、遺傳算法優(yōu)化模糊控制的磁流變阻尼結(jié)構(gòu)以及粒子群算法優(yōu)化模糊控制的磁流變阻尼結(jié)構(gòu)四種工況下的地震響應(yīng)。結(jié)果表明:與無(wú)控結(jié)構(gòu)相比，模糊控制的磁流變阻尼結(jié)構(gòu)、遺傳算法優(yōu)化

4、模糊控制的磁流變阻尼結(jié)構(gòu)以及粒子群算法優(yōu)化模糊控制的磁流變阻尼結(jié)構(gòu)使得結(jié)構(gòu)的位移和加速度響應(yīng)均得到顯著減小，且經(jīng)優(yōu)化模糊控制的磁流變阻尼結(jié)構(gòu)減震效果明顯優(yōu)于人為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的模糊控制。
　　(4)根據(jù)改進(jìn)遺傳算法及等效二次型性能指標(biāo)對(duì)磁流變阻尼器布置進(jìn)行優(yōu)化。仿真分析了十一層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在無(wú)減震裝置、利用性能指標(biāo)增量?jī)?yōu)化布置、本文提出的優(yōu)化布置三種工況下的地震響應(yīng)。結(jié)果表明:本文根據(jù)改進(jìn)遺傳算法及等效二次型性能指標(biāo)提出的磁流變阻