简支梁在移动载荷作用下的主动控制.pdfVIP

西安理工大学学报 JournalofXi’卸 UniversityofTechnology(2010)Vo1．26No．3 35l 文章编号：1006-4710(2010)03-0351-06 简支梁在移动载荷作用下的主动控制 黎明安 ，雷霜 ，徐敬文 (1．西安理工大学 理学院，陕西 西安710048；2．西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安710048； 3．南车株洲电力机车有限公司技术中心，湖南 株洲412001) 摘要：研究了简支梁结构在移动载荷作用下的振动响应问题。该模型可以作为桥梁有载重汽车通 过的简化模型。利用主动控制的有关理论，建立了速度反馈控制模型和位移反馈控制模型。实例 结果表明，位移和速度观测器的反馈控制使桥梁模型的振动得到了有效抑制，增加了桥梁模型的安 全 性 。 关键词 ：移动载荷 ；简支梁结构 ；主动控制 中图分类号 ：TU311．3 文献标志码 ：A ActiveControlofSimpleBearn UnderActiOnOfMovingLoads LIMing．an 。LEIShuang ．XU Jing—wen (1．FacultyofSciences，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China； 2．FacultyofComputerScienceandEngineering，Xi’anUniversityofTechnoloyg ，Xi’an710048，China； 3．CSRZhuzhouElectricLocomotiveCOLTD．Technoloyg Center．Zhuzhou412001．China) Abstract：Thispaperstudiesvibrationresponseproblem ofasimplebeam structuremodelunderactionof movingloads．Themodelcanbeusedasthesimplifiedmodelwhentherearetruckspassingthroughthe bridge．TherelevanttheoryofactivecontroliSusedtoestablishthevelocityfeedback controlmodeland thedisplacementfeedback controlmode1．Theresultsfrom theexperimentsindicate thatthefeedback controlofthedisplacementandvelocityobserverscanmakethevibrationofbridgemodelobtaineffective inhibitionandbridgemodelincreaseitssafety． Keywords：movinglpad；simplebeam sturcture；activecontrol 大跨度桥梁在工程中越来越多，当有车辆经过 桥梁时所引起的振动问题 日益突出，有许多学者对 该问题进行过讨论 。大多数桥梁在设计过程 中， 一 般会考虑到桥梁与桥墩之间的被动减震问题。本 文主要讨论的是将大跨度桥梁简化为简支梁结构， 利用模态分析方法，并在梁上布置传感器 (观测器) 以及控制作动器给梁施加一定规律的控制力，使梁 在移动载荷作用下的动态响应能控制在一个 比较小 的范围内。这种模型的研究可以揭示大跨度桥梁模 型在车载作用下的动态响应。利用本文的控制方法 图1 简支梁主动控制简图 能极大地提高桥梁模型的动态安全性。在本文最后 Fig．1 Thesimpledrawingofactivecontrolofsimplebeam 通过一个实例，说明了这个方法的可行性，并得到了 器(观测器)和作动器 。根据振动理论，可以建立该 一 些重要的结论。