基于遗传算法的磁流变阻尼器结构含时滞半主动控制策略的研究

来源 :中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:winyx000
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  结构振动控制是一种常用的抗震技术,其中利用磁流变阻尼器装置对结构进行减震控制是一类有效的方法。然而,磁流变阻尼器本身具有突出的非线性滞回特性,且其控制系统中普遍存在的时滞现象,均使得目前现有的控制算法很难适应于实际的结构控制系统中。鉴于此,本文提出一种基于遗传算法的磁流变阻尼器结构含时滞半主动控制策略,该策略的设计思路是,首先,提出一种基于遗传算法考虑时滞问题的主动控制算法,采用该算法获得结构控制系统的理想最优控制力;其次,将最优控制力代入简化的Bouc-Wen 模型中,逆求解相应的电流或电压值,继而再代入简化的Bouc-Wen 模型,得出磁流变阻尼器的阻尼控制力,将其施加在半主动控制结构上。最后,为了验证该方法的有效性,选用一个在底部安装磁流变阻尼器的平面三层框架结构为振动控制对象,其仿真结果表明,本文提出的半主动控制策略控制效果明显,具有一定的应用前景。
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本文中我们考虑分数阶粘弹性元件在正弦应力加载下的存储和耗散能。既然分数阶粘弹性元件可以由串联的Kelvin-Voigt模型模拟,它的存储和耗散能也能由该模拟模型得到。基于该模拟模型的结构,得到了分数阶粘弹性元件在1/4周期正弦应力加载下的的存储和耗散能量公式,该公式覆盖了标准的整数阶模型所满足的经验公式。结果表明,分数阶粘弹性元件的复模量和复柔量有明显的物理解释,απ/2作为分数阶(α阶)粘弹性元
扩散是药物溶出、释放过程种最重要、最普遍的基本机制。近年来的大量研究证明了反常扩散的存在,分数阶导数是反常扩散建模一种有力工具。考虑到药物缓控释制剂材料以及人体组织的复杂特性,将分数阶导数引入了药物释放过程建模。经典的经验模型中0级和1级药物释放动力学对应的分数阶导数模型分别得到了幂函数型和Mittag-Leffler函数型的释放过程。分数阶反常扩散方程引入机制模型后建立了相应的动脉壁植入式药物释
本文阐述了分数阶导数的定义、性质及其数值离散方法,采用五参数分数导数建立了粘弹性部件的本构方程,该本构方程可较好地模拟粘弹性部件的动态特性;发展了广义a方法,并结合含5参数的粘弹性部件的振动微分方程进行了理论推导,使之适用于含五参数分数阶导数的振动方程求解,建立了一种可耗散系统高频响应保持低频响应的新求解策略,结合含分数阶导数粘弹性部件振动系统的动力学进行了分析,验证了算法的有效性。
考虑到非线性振动的多解性,即在某个频率区间存在跳跃现象,故一般非线性隔振的有效频率区间为Ω≥Ωd(Ωd,向下跳跃频率)。而且,阻尼越小隔振性能越好,但Ωd越大且跳跃区间越大,这对矛盾制约了准零刚度非线性隔振器的应用。在跳跃区间当初始条件或频率变化使振幅位于共振支时,本文提出利用最优时延反馈控制将系统混沌化,充分降低系统振幅,待混沌状态稳定,且系统状态(x,x),位于趋向于非共振支的流域中时撤除反馈
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