结构振动AMD控制系统主动控制力特征指标与分析-工程力学.PDF

第24 卷第5 期 Vol.24 No.5 工 程 力 学 2007 年 5 月 May 2007 ENGINEERING MECHANICS 1 文章编号：1000-4750(2007)05-0001-09 结构振动AMD 控制系统主动控制力 特征指标与分析 * 1 1,2 张春巍 ，欧进萍 (1. 哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江，哈尔滨 150090; 2. 大连理工大学，辽宁，大连 116024) 摘 要：首先提出了定量化研究结构振动的主动质量驱动AMD(Active Mass Driver)控制系统主动控制力方向等特 征的一系列指标，包括表征主动控制力与质量块相对运动速度和相对运动位移等的方向关系、主动控制力与AMD 子系统惯性力峰值和均方值的比例关系等指标。其次以一个单自由度结构受AMD 系统控制为分析对象，设计三 组代表性工况进行数值分析，采用经典线性二次型最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制算法，研究了AMD 系统主动控制力特征指标、结构振动控制效果与控制算法参数和系统输入荷载等的相互关系，系统地分析和总结 了AMD 系统主动控制力特性及其控制效果影响因素。最后基于定量和定性分析结果，得出不能采用半主动变阻 尼控制装置取代AMD 系统中的作动器来实现主动控制的结论。 关键词：结构振动控制；AMD 控制系统；数值分析；控制力方向；特征指标 中图分类号：TU311.3; TU352.1 文献标识码：A CHARACTERISTIC INDICES AND ANALYSIS OF ACTIVE CONTROL FORCES IN ACTIVE MASS DRIVER CONTROL SYSTEM FOR STRUCTURAL VIBRATION *ZHANG Chun-wei1 , OU Jin-ping1,2 (1. School of Civil Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, Heilongjiang 150090, China; 2. Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China) Abstract: A series of quantitative indices denoting the direction characteristic of active force of AMD (Active Mass Driver) control system were developed first, which include direction relation between active control force and relative velocity or displacement of AMD mass, peak and RMS (root mean square) values of active force with respect to inertia force of AMD subsystem and so on. Under the background of one SDOF structure controlled by an AMD system using LQR (Linear Quadratic Regulator) control algorithm, three representative work cases were then designed to