基于壓電材料的空間鋼結構振動模糊控制理論與試驗研究.pdf

1、空間鋼結構以其新穎的結構形式、優(yōu)雅的建筑造型和強大的跨越能力而得到快速發(fā)展。但是由于這種結構具有自身形式多樣，造型復雜多變，桿件和節(jié)點數(shù)目繁多等特點，目前對這種結構的研究一般都集中在靜力性能方面，而對其動力災變分析和減震控制方面的研究尚不多見。同時，由于大跨空間網(wǎng)格結構模型復雜，難以精確建模，且大跨空間鋼結構屬于本身剛度較小的柔性結構，在風或地震等動力作用下容易出現(xiàn)疲勞破壞，結構的動力響應也比較敏感，如何采用經(jīng)濟、可靠的振動控制手段以減

2、少風或地震的災害損失就顯得非常必要。為此本文以模糊控制法，即不需要建立精確的模型、具有人工智能的方法，來進行大跨空間鋼結構振動控制，很好地實現(xiàn)了其的抗風減振目的，控制效果明顯。
　　 本文系統(tǒng)地介紹了壓電材料的基本特性和壓電方程，壓電驅動器的特性以及模糊控制的原理和結構，全面闡述了模糊控制系統(tǒng)工作的的基本原理和特點及其適用范圍，并將壓電驅動桿件集成于結構的關鍵部位進行大跨空間鋼結構的振動控制。同時，進一步根據(jù)模糊控制的基本原理，

3、提出了一種適合大跨空間鋼結構模糊控制的模糊控制器設計方法和工作原理，利用SIMULINK工具箱建立了結構振動控制的分析與計算流程，并用模糊邏輯工具箱進行了網(wǎng)殼結構的模糊建模分析。為了驗證理論分析的有效性和正確性，進行了空間鋼結構模型結構的振動臺試驗。根據(jù)理論分析和數(shù)值模擬結果，設計并制作了兩個不同的空間鋼結構模型，對其節(jié)點配重和主元控制桿件的位置進行了優(yōu)化，并對主元控制桿件集成于較優(yōu)部位的空間鋼結構模型結構進行了振動臺試驗，通過對實驗數(shù)