SG-MRD40磁流变阻尼器结构振动半主动控制试验效果

本文主要探讨了带有SG-MRD40磁流变阻尼器的3层钢框架结构的振动实时控制实验，该研究由杜成斌等人在2009年进行。磁流变阻尼器作为一种新型的半主动控制装置，因其控制力强大、响应速度快、能耗低、可调范围广、适应温度变化以及结构简单等特点，显示出在土木工程领域广泛应用的潜力。实验中，研究人员利用Matlab/Simulink软件和WinCon实时控制平台，设计了一套基于LQG（线性-quadratic-Gaussian）最优控制策略的控制系统。通过Q8系列HIL（硬件在环）控制卡，实现了对阻尼器电压的精确控制，进而影响结构的振动行为。 在实际测试中，研究人员在振动台上进行了0~40Hz的正弦扫频试验，以及前3阶自振频率的正弦波下进行LQG半主动控制系统的试验。结果显示，采用Matlab/Simulink与WinCon的集成方法进行半主动控制是有效的。实验数据表明，半主动控制系统显著降低了模型结构的地震响应，特别是顶层位移响应和绝对加速度响应的峰值，大约减少了40%左右。令人惊喜的是，整个控制过程所需的电源功率仅为10W，这显示了磁流变阻尼器在节能方面的优势。 对比被动控制，半主动控制在地震响应上表现更优，特别是在顶层绝对加速度方面，相比于原始结构分别减小了62%和30%，并且控制效果始终稳定。 Ribakov等人的研究进一步证实了磁流变阻尼器在基础隔震结构中的有效性。这项研究对于理解和优化结构振动控制有着重要的实践意义，为未来的建筑结构设计和地震防护提供了新的技术手段和理论支持。