基于儲能型多功能作動器的結構振動控制技術研究.pdf

1、高層建筑和高聳結構風致振動控制系統(tǒng)的可靠性和結構振動能量的回饋利用，是本文研究的出發(fā)點。在地震和強風等災害條件下電網是非常脆弱的，AMD過分依賴電網對結構控制系統(tǒng)可靠性而言是致命的；同時，TMD只能將結構振動能量以熱能形式耗散，在結構振動能量回饋利用方面亦顯得無能為力。
　　針對上述問題，本文提出一種以新型儲能型多功能作動器構建的結構控制系統(tǒng)方案。首先，以電磁阻尼實現的機理為依據改造傳統(tǒng)AMD作動器，使AMD的機械結構未發(fā)生任何改

2、變的情況下具備TMD控制功能；其次，充分發(fā)揮AMD中電機的發(fā)電功能，使新型作動器具備將振動能量轉化為電能的能力。新型儲能型多功能控制系統(tǒng)的基本控制策略包括：
　　1.當結構處在長期持續(xù)的風致振動時，系統(tǒng)以TMD控制模式使結構振動能量轉化為電能，進而以熱能形式耗散或者以電能形式存儲到蓄電池；
　　2.蓄電池充滿電后系統(tǒng)以AMD控制模式進行放電，蓄電池放電的同時能夠“額外”地使結構獲得最好的控制效果，反復充放電能夠使結構在長時間

3、持續(xù)振動中以最節(jié)能的方式獲得最好的控制效果；
　　3.當結構動力反應加強時啟動AMD控制模式，并采用電網為主蓄電池為輔的供電策略，在降低AMD對電網過分依賴的同時，還可以有效轉化和利用結構振動能量，結構控制系統(tǒng)的可靠性得到提升。
　　電磁阻尼器是新型作動器賴以存在的基礎，在本文的研究中具有重要的地位。在第三章中推導了以無刷直流電動機組成的電磁阻尼器理論公式，分析固定阻尼系數的電磁阻尼器控制策略，給出阻尼系數在滿足一定條件下的

4、數學表達式，然后通過仿真驗證其正確性。
　　最后，以頂層安裝電磁阻尼TMD的單自由度結構受簡諧力作用的結構無量綱化動力放大系數為優(yōu)化目標，并以無阻尼結構在正弦激勵時Den Hartog最優(yōu)準則研究了電磁阻尼 TMD折算質量比在結構有阻尼和無阻尼時對最優(yōu)調頻比和最優(yōu)阻尼比的影響規(guī)律，最后用數值模擬方法詳細地分析了電磁阻尼TMD系統(tǒng)參數的最優(yōu)取值問題，并且把仿真得到的折算質量比和調頻比的最優(yōu)關系曲線通過擬合變?yōu)楦子诓樵兊谋砀?，從而?/p>