基于新型压电摩擦阻尼器的半主动控制及优化研究.pdf

第201102年第150翅月 水利与建筑工程学报 Vo1．10No．5 JournalofWaterResourcesandArchiteural 0ct．．2012 基于新型压 电摩擦阻尼器的半主动控制及优化研究 王社良，刘苗苗，樊禹江，李慧亮 (西安建筑科技大学 土木工程学院，陕西 西安 710055) 摘 要：为了研究压电变摩擦阻尼器的半主动控制效果，基于压 电陶瓷管状驱动器设计了一种新型的 压电摩擦阻尼器，并对所建立的空问杆系结构模型结合遗传算法确定了该阻尼器的最优布置数量及位 置。最后对该模型进行了半主动控制仿真实验，得出此模型布置2个阻尼器时能达到较好的控制效果。 关键词：压电摩擦阻尼器；半主动控制；遗传算法 ；优化 中图分类号：TU392．3 文献标识码：A 文章编号：1672—1144(2012)()5—0o48—04 OptimizationResearchonSemi-activeControlBasedon New PiezoelectricFrictionDamper WANGShe—liang，HUMiao—miao，FANYu—jiang，uHui—liang (CollegeofCivilEngineering，Xi’al1．UniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an，Shaanxi710055，China) Abstract：Inordertostudytheeffectofpiezoelectricfrictiondamper’semi·activecontrol，anew typeofpiezoelectric frictiondamperisdesignedbasedonthepiezoelectricceramicdriver．Throughtheestablishmentofthespacetrussstmc— turemodelandbyusinggeneticalgorithm，hteoptimalnumbernadpositionofhtedamperaredetermined．Finally，the simulationexperimentaboutsemi—activecontrolisdoneaccordingtohtemodel，obtainingthatthemodelcouldgainthe bettercontroleffectwhendecoratingtwodma pers． Keywords：piezoelectricfrictiondamper；semi-activecontrol：geneticalgorithm ；optimization 结构振动控制 已成为有效改善结构性能、提高 栓紧固力，从而调节摩擦片之间的正压力，实现摩擦 结构安全性和增强结构抗震性能的重要手段之一。 力的主动实时调节。其中可调紧固力由压电陶瓷驱 其中，半主动控制是一种根据结构的振动反应或动 动器和螺栓性能以及 电场强度 的大小确定，当压 电 荷载的信息来实时改变结构参数以减小结构反应的 陶瓷驱动器在电场作用下伸长时，可调紧固力就会 控制方式。结构半主动控制原理与结构主动控制原 相应提高。 理基本相同，只是实施控制力的驱动器只需要少量 1．2 压电变摩擦阻尼器结构设计 的能源调节，以便使其主动地、巧妙地利用结构振动 图1给出了压电变摩擦阻尼器的总体结构示意 控制的往复相对速度或者相对变形，尽可能实现