[博士]斜拉橋拉索非線性振動及智能半主動控制研究

內容簡介

　　[博士]斜拉橋拉索非線性振動及智能半主動控制研究　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：浙江大學　　學位年度：2008　　斜拉索由于質量輕、柔度大、阻尼小，極易在環(huán)境激勵如風、風雨或支座運動等作用下發(fā)生大幅振動，一方面會引起索的疲勞破壞，最終導致換索，從而帶來巨大的經濟損失;另一方面振動幅度過大也會引起行人對橋梁安全性的懷疑。因此，分析拉索的振動機理以及尋求有效的振動控制措施是一個具有重要工程意義的課題。　　本文首先提出了斜拉索由橋面?zhèn)日褚鸬乃鳂虻満系恼駝幽Ｐ?，并基于Hamilton原理，建立了拉索的非線性振動方程，運用多尺度法求得該方程的近似解析解。分析了拉索發(fā)生1: 1面內外模態(tài)藕合內共振的可能性，討論了激勵幅值、激勵頻率、阻尼、傾斜角等參數對拉索振動響應的影響。為驗證近似解的正確性，將其與數值解進行了比較。　　基于神經網絡理論，建立了MR阻尼器的神經網絡前向模型和逆模型。由于BP算法存在收斂速度慢、學習好的網絡泛化能力差等問題，本文采用了二階微分收斂LevenbergMarquardt算法與貝葉斯正規(guī)化法(Regularization)相結合的方法，從而提高了網絡的計算性，改良了網絡的泛化性能。數值分析結果表明，本文所提出的MR阻尼器的神經網絡模型具有很強的適應性和泛化性?！　? 基于神經網絡理論，提出了一種新的拉索一MR阻尼器系統(tǒng)神經網絡半主動控制方法。該控制方法能充分發(fā)揮MR阻尼器在不同電壓下的耗能減振能力，實現了其對拉索振動的全態(tài)控制。結合典型的拉索實例，分析了該控制方法的控制效果，并將其控制效果與LQR主動控制效果做了比較?！　? 基于模糊邏輯理論，提出了一種新的拉索一MR阻尼器系統(tǒng)模糊半主動控制方法。在該方法中，模糊控制器直接給出控制電壓，操作起來簡單實用。為驗證其有效性針對典型的短索、長索，詳細討論了在不同激勵作用下、相同激勵不同激勵幅值、激勵頻率等各種情況下的控制效果。并將其控制效果與神經網絡半主動控制、LQR主動控制及MR阻尼器的兩種被動控制方式(passive-onpassive-ofF)做了比較。

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