超长斜拉索参数振动的主动和半主动控制研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laverke
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
斜拉索具有刚度小、阻尼小、质量小的特点,即使在微小的外激励作用下也极易发生大幅值振动,随着斜拉桥技术的迅猛发展,其跨径日益增长,斜拉索的长度也持续增大,使其更易产生大幅值的参数共振,因此对其振动响应的控制研究已成为相关领域研究人员关注的热点问题。半主动控制是目前应用于斜拉索参数振动的热门控制方式,其又因阻尼器的不同分为不同的类型,其中使用磁流变液(MR)阻尼器的半主动控制称为磁流变液阻尼器半主动控制(简称MR半主动控制)。本文通过理论推导和数值求解相结合的方法,研究超长斜拉索非线性参数振动的主动、MR半主动控制,分别设计了轴向理想位移激励下以及虑斜拉索-桥面耦合作用下的拉索面内参数振动的主动、MR半主动控制系统,分析了系统的动力特性、参数影响规律、控制力特性,并作了半主动控制系统和主动控制系统的对比分析。主要研究内容如下:(1)针对轴向理想谐波位移激励下的斜拉索面内参数振动,建立了斜拉索参数振动的主动作动器系统模型,基于线性二次型(LQR)经典最优控制理论设计了主动控制系统,推导了系统刚度系数和阻尼系数的解析表达式,数值分析了各参数对主动控制效果的影响以及主动控制力特性,运用多尺度法对系统进行了稳定性分析。(2)针对考虑拉索-桥面耦合作用的拉索参数振动,建立了斜拉索-桥面-主动控制系统的两自由度振动微分方程,运用LQR方法设计了主动控制器,并对主动控制系统的振动响应进行了数值分析,探究了权参比、桥-索质量比等参数影响规律;研究了主动控制力特性;对系统进行了稳定性分析。(3)分别针对轴向理想位移激励下和考虑索-桥耦合作用的斜拉桥参数振动系统,在主动控制的基础上设计了基于磁流变液(MR)阻尼器的半主动控制系统,对比分析了不同阻尼器参数下的半主动控制效果和控制力特性,最后将半主动控制与主动控制做出对比分析,验证了半主动控制效果与主动控制效果相近且具有较高的效率。
其他文献
感知系统是无人车实现自动驾驶各项功能的基础,其中基于视觉传感器的感知技术由于低成本的优点被广泛应用于无人车辆的目标检测和自定位任务。目前基于视觉的目标检测技术计算量较大,难以用于性能有限的车载计算平台;经典SLAM技术一般进行了场景静态假设,往往在包含动态物体的真实交通场景中定位精度较差;并且智能硬件平台几乎被国外垄断,发展自主智能硬件平台迫在眉睫。本文基于Atlas 200 DK智能硬件平台使用
社会与时俱进,广大群众日常生活水平的大幅提高,中国私家车使用量与日俱增,城市交通设施交通量急剧增长。对于城市的智能交通系统来说,信号分配时的优化也好,移动路径导航计划也好,都依赖于与之相关的交通量数据。应用动态同步检测的流量信息,掌控下一个时长的公路交通,精准度不太好。因此,公路交通量短时的预报是城市公路交通科技应用领域学术研究工作的热点板块。深度学习是将深层次神经网络模型的数个暗藏层重叠,并将使
桥梁设计质量对工程全生命周期影响重大,现有设计方式有待提高效率,解放生产力。BIM技术的应用丰富了设计成果交付形式,体现了土木行业迈入信息化的发展趋势,但同时也有待提高应用效率。目前行业内存在通过二维图纸“翻模”设计的“逆向”过程,为改变这一现状,业内提出了BIM正向设计概念。然而对于这一概念的定义与实现方式仍未有定论。因此,本文主要围绕预应力混凝土连续梁桥这一桥型为研究对象,对BIM正向设计的概
现阶段,钢桁梁桥采用整体节点的形式替代传统的铆接、栓接节点.整体节点作为桥梁中连接弦杆、腹杆以及桥面板下横梁的构件,在使用过程中要求较高的安全性和耐久性。整体节点内部焊缝众多,受力形式复杂,易产生疲劳损伤,所以需要采取有效的方法对整体节点的疲劳性能进行分析。本文基于实测应变监测数据,提出了一种对过车事件及其特征信息自动识别及提取的方法;结合过车事件的特征参数的统计分析结果以及整体有限元模型,确定了
由于铁路桥梁所处环境恶劣、受到疲劳荷载、高速行驶列车的冲击作用等因素,桥梁铆钉会经常发生病害。实际工程中,铆钉病害主要通过桥梁维护人员上桥定期巡查或借助望远镜目视检测,这种检测方法成本高、效率低、检测结果主观性强、可能危及桥梁维护人员的生命安全。近年来,人工智能快速发展,基于计算机视觉的无损检测法越来越成熟,本课题基于无人机平台、计算机视觉技术和深度学习算法研究铁路钢桁架桥梁铆钉病害的全场智能检测
LiNiO2作为较早发现具有应用前景的锂离子电池正极材料,具有275mAh/g的理论放电比容量,但因难以制备准确化学计量比的目标材料及较严重的Li-Ni混排,使其在充放电过程中易发生层状结构塌陷,从而导致循环和倍率性能达不到使用要求,这种结构塌陷还会导致安全隐患,故一直都没有进入市场化进程。目前解决LiNiO2阳离子混排严重的方法一般都是添加过渡金属元素用以稳定结构,减小阳离子混排,从而起到改善循
随着我国沥青路面进入大规模翻新修复期,废旧沥青路面集料回收成为近几年的热点问题。在多种再生方式中,温拌再生技术因其相较于热拌再生技术比较低的拌合温度能够节省大量资源,还具有较冷拌再生较高的路用性能逐渐得到越来越广泛的应用,提高废旧料的回收利用率增加RAP(Reclaimed Asphalt Pavement)在混合料中的掺配比例是必然趋势。目前温拌再生过程中鲜有添加再生剂对RAP料进行性能恢复,导
行人是交通参与者的重要组成部分之一。步行交通问题伴随着我国城市化水平不断地提高,城市人口不断地增加而越来越多的暴露出来,特别是在信号交叉口行人过街场景下,行人聚集疏散问题、行人车辆混行问题、行人违章过街问题等日趋严重。为解决和改善行人过街问题,许多专家学者已经对行人过街进行了深入研究,分析了行人过街的行为特征,建立了多种行人过街模型,但是大部分研究是从行人个体角度出发,没有考虑行人的群体行为特征。
应急车辆的优先通行多数依靠警笛影响范围内社会车辆的换道让行,但由于驾驶员的反应-操作时间较长,不仅会降低车辆的行驶速度,还会增加对整个交通流的干扰,应急车辆的优先效果也并不显著。车联网环境下,驾驶辅助系统有利于帮助驾驶员提前掌握行车路段及自身周围的交通情况信息,提高驾驶员判断决策能力,缩短驾驶员反应时间。因此,本文提出了车联网环境下路段及交叉口处应急车辆优先通行策略,基于车联网环境交通特性,结合路
自交通强国战略提出以来,道路建设日益完善,社会经济迅速发展,机动车保有量飞速增长,道路交通拥堵问题已成为阻碍社会经济发展的一大难题。交通拥堵初期以部分车辆的减速-加速现象为主要形式,这种车辆自发形成的走走停停现象又被称为“交通震荡”。道路上频繁出现交通震荡现象将严重降低道路通行效率,同时增加碳排放量,危害交通安全。经研究表明,个体驾驶员的微观驾驶行为差异是造成交通震荡的重要原因。因此本文从驾驶风格