電力建筑及高架電氣設(shè)施的減震控制研究.pdf

1、由于電力建筑的特殊性，需要較大的空間放置變電設(shè)備，工藝要求比較嚴(yán)格，而且由于需要在豎向布置電纜，樓面局部需要開很多電纜槽，這些都將引起結(jié)構(gòu)具有非對(duì)稱的剛度或質(zhì)量分布，在地震作用下這類建筑的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將耦合橫向運(yùn)動(dòng)，加重建筑物的破壞。針對(duì)該類建筑扭轉(zhuǎn)問題，結(jié)合作者所在課題組提出了序列最優(yōu)控制算法，本文實(shí)現(xiàn)了該算法對(duì)電力建筑扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)地震響應(yīng)控制。通過對(duì)一雙向偏心四層鋼筋混凝土框架變電站主控通信樓地震反應(yīng)控制分析表明，表明該算法不僅能有效地控制

2、通信樓的平移地震反應(yīng)，而且能更有效地抑制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)地震反應(yīng)。因而在工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。 控制算法是結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制器的核心，一套控制效果優(yōu)良的控制系統(tǒng)必須有比較優(yōu)良的控制算法。針對(duì)土建結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制問題的復(fù)雜性和特殊性，使得許多控制算法研究成果無(wú)法應(yīng)用于工程實(shí)踐當(dāng)中，因此研究適用于土木工程振動(dòng)控制器的控制算法是實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制器工程應(yīng)用的關(guān)鍵所在。模擬地震波輸入結(jié)構(gòu)的過程，在每一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)建立控制目標(biāo)函數(shù)，推導(dǎo)出了一種更為一般的

3、最優(yōu)控制算法——單步預(yù)測(cè)最優(yōu)控制算法，并采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移的數(shù)值方法對(duì)其加以實(shí)現(xiàn)。所獲得的最優(yōu)控制力表達(dá)式同時(shí)包含了當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)初時(shí)刻結(jié)構(gòu)響應(yīng)和地震激勵(lì)兩部分的影響，從概念上改進(jìn)了現(xiàn)有的最優(yōu)控制算法：導(dǎo)出了最優(yōu)控制力系數(shù)表達(dá)式，用代數(shù)公式取代了傳統(tǒng)的Riccati微分方程的求解，提高了計(jì)算效率。應(yīng)用MATLAB語(yǔ)言編制了實(shí)現(xiàn)該算法的計(jì)算程序，通過對(duì)安裝控制器的電力指揮中心基礎(chǔ)隔震樓的地震響應(yīng)分析，表明該算法能有效地控制電力指揮中心樓的地震響應(yīng)

4、，而且該算法的控制效率優(yōu)于現(xiàn)有的經(jīng)典最優(yōu)控制算法和瞬時(shí)最優(yōu)控制算法，且具有更高的精度。最后通過對(duì)三種控制算法的穩(wěn)定性分析，表明三種控制算法都是穩(wěn)定的，但單步預(yù)測(cè)最優(yōu)控制算法在相平面響應(yīng)軌跡中的收斂速度是最快的，穩(wěn)定性最好。 針對(duì)高架電氣隔震控制問題，開發(fā)出新型隔震裝置，該裝置水平向剛度比較小，與普通橡膠隔震支座不同的是該裝置能夠抵抗較大的豎向拉力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高架電氣設(shè)備的隔震。將該裝置試用于330KV電壓互感器的隔震控制，顯示出