地震作用下的建筑结构主动减震控制

发布时间：2023-06-03 21:17

　　主动减震控制可有效降低地震作用下的建筑结构应激震动行为,有效保护建筑结构内的人员和财产安全。为实现建筑结构减震目标,通常需要安装传感器以感知建筑结构震动状态信息,进而由减震控制器计算控制命令,最后由减震执行器执行控制命令以驱动建筑结构本体实现减震目标。然而,在现有的建筑结构主动减震成果中较少考虑以下实际中可能出现的问题:1)建筑结构应激状态感知传感器与主动减震执行器的形式、数量、位置及与建筑结构的耦合方式;2)为获取建筑结构应激震动状态,通常需要位移、速度和加速度等传感器量测响应物理运行状态,然而,实际中的传感器量测数据中可能包含的随机量测噪声,以及传感器与减震控制器之间进行数据交换时出现数据量化误差;3)减震执行器通常由电动机等机构实现,然而由于此类执行机构输出力矩有限和节能减耗要求,可能会出现执行饱和约束。如果忽视或不充分考虑上述三种因素,均可不同程度降低建筑结构减震控制效果,甚至可能会威胁整体系统的安全运行。为上述理论研究挑战提供解决方案并丰富建筑结构减震控制方法体系,本论文主要针对受地震激励下的建筑结构减震问题,设计传感器和执行器类型、数量和空间布置位置,重点考虑数据量测随机噪...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究意义与目的
        1.1.1 论文的研究意义
        1.1.2 论文的研究难点
        1.1.3 论文的研究目标
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 建筑结构动力学建模方法
        1.2.2 建筑结构状态量测方法
        1.2.3 建筑结构主动减震方法
    1.3 主要研究内容与创新点
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 主要创新点
        1.3.3 研究技术路线
2 位移和速度传感器下的建筑结构主动减震控制
    2.1 建建筑结构动动力学建模模
    2.2 位移和速度随机量测噪声制约下的建筑结构主动减震器设计
        2.2.1 位移和速度量测
        2.2.2 减震控制器设计方法
    2.3 算例模拟与数据分析
        2.3.1 算例1
        2.3.2 算例2
    2.4 本章小结
3 位移和速度传感器与执行器饱和制约下的建筑结构主动减震控制
    3.1 建筑结构动力学建模
    3.2 量测噪声、量化与执行器饱和制约下的建筑结构主动减震控制器设计
        3.2.1 量测信号和量化
        3.2.2 减震控制器设计方法
    3.3 算例模拟与数据分析
    3.4 本章小结
4 加速度传感器和执行器饱和制约下的建筑结构主动减震控制
    4.1 建建筑结构动动力学建模模
    4.2 执行器饱和制约下的建筑结构加速度反馈主动减震控制器设计
        4.2.1 加速度量测和闭环系统方程
        4.2.2 减震控制器设计方法
    4.3 算例模拟与数据分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录A
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3830057