改进的斜拉索MR阻尼器模糊半主动控制方法及有限元模拟

"这篇论文是2014年发表在《湖南科技大学学报（自然科学版）》第29卷第2期上，作者是刘黔会和张挣鑫，主要探讨了基于磁流变（MR）阻尼器的斜拉索模糊半主动控制的改进方法。研究针对红水河特大桥的M22和M13拉索进行了振动控制的有限元模拟，以优化MR阻尼器的效果。" 本文主要涉及以下几个关键知识点： 1. **磁流变阻尼器（MR Damper）**：MR阻尼器是一种新型智能阻尼器，利用磁流变液的磁敏感性来改变其内部阻力，从而实现对结构振动的实时控制。它的优点在于响应速度快、控制效果好，能适应复杂动态环境。 2. **斜拉索振动控制**：斜拉索是大跨度桥梁的重要组成部分，由于风荷载、交通荷载等因素，斜拉索可能会产生振动，影响桥梁的安全性和舒适性。因此，对斜拉索进行振动控制是桥梁工程中的重要课题。 3. **模糊控制**：模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制策略，它可以处理不确定性和非线性问题。在本研究中，模糊控制用于根据斜拉索的振动响应调整MR阻尼器的输入电压，实现半主动控制。 4. **参数共振**：参数共振是指结构参数与外激励频率匹配时发生的共振现象，这种情况下振动可能显著增强，因此需要有效的控制策略。 5. **模糊半主动控制**：结合了模糊逻辑和半主动控制的优点，模糊逻辑提供了一种处理不精确信息和不确定性的方式，而半主动控制则允许在不完全知道系统状态的情况下进行控制，只需调整阻尼器的参数。 6. **改进的模糊半主动控制**：论文提出的改进方法减少了调试工作量，不需要依赖斜拉索无控制时的响应来确定控制参数，提高了控制算法的智能化程度，同时也降低了阻尼器所需的电压。 7. **有限元模拟**：在研究中，采用有限元方法模拟了斜拉索的振动行为和控制效果，这是一种广泛应用的数值分析技术，可以精确地模拟复杂结构的力学行为。 8. **实证研究**：以红水河特大桥的M22和M13拉索为实际案例，验证了改进模糊半主动控制方法的有效性，结果显示这种方法比传统模糊控制更智能且控制效果更优。 这篇论文提出了一个改进的基于MR阻尼器的斜拉索模糊半主动控制策略，该策略通过减少调试需求和降低控制电压，提高了斜拉索振动控制的效率和性能，对于大型桥梁的振动控制具有重要的实践意义。