本文關(guān)鍵詞：風荷載作用下輸電塔結(jié)構(gòu)MATLAB、ANSYS聯(lián)合主動控制數(shù)值模擬研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工業(yè)建設和社會發(fā)展對電力網(wǎng)絡的需求和依賴性也是越來越強。輸電塔架作為電力輸送中的重要組成部分,保證其安全穩(wěn)定工作具有非常重要的現(xiàn)實意義。輸電塔架是用角鋼和圓鋼管等搭建起來的格構(gòu)式結(jié)構(gòu),屬于高聳結(jié)構(gòu)的一種類型。在風荷載作用下,非常容易發(fā)生破壞甚至倒塌事故,因此有必要對風荷載作用下的輸電塔架結(jié)構(gòu)采取必要措施進行有效控制。本文采用線性二次型最優(yōu)控制LQR(Linear Quadratic Regulator)主動控制算法,對MATLAB和ANSYS有限元分析軟件進行二次開發(fā),完成輸電塔架結(jié)構(gòu)主動控制數(shù)值模擬,本文的主要研究工作有以下幾個方面:1.分析了風荷載的基本特性,包括平均風的特性和脈動風的特性。并介紹了風荷載模擬的方法—諧波疊加法和線性濾波法及其計算中的要點。2.基于對風荷載特性和模擬風荷載方法的分析,采用MATLAB軟件編程,應用線性濾波法模擬了輸電塔架不同高度處的風荷載時程;根據(jù)有限元分析理論和有限元建模方法,利用有限元軟件ANSYS 15.0建立了自立式輸電塔架結(jié)構(gòu)有限元模型。3.基于現(xiàn)代狀態(tài)空間模型理論建立了輸電塔結(jié)構(gòu)的振動控制狀態(tài)方程,分析了采用MATLAB編程實現(xiàn)LQR最優(yōu)控制算法的過程,在此基礎上提出針對高聳復雜結(jié)構(gòu)采用ANSYS和MATLAB聯(lián)合實現(xiàn)主動控制的方法。4.通過應用APDL和MATLAB語言對ANSYS和MATLAB軟件進行二次開發(fā),并聯(lián)合使用兩種軟件計算對風荷載作用下的輸電塔架結(jié)構(gòu)主動控制數(shù)值模擬分析。通過本文分析可以看出:使用ANSYS和MATLAB軟件并行計算,對輸電塔結(jié)構(gòu)進行主動控制,可以實現(xiàn)較好的控制效果,有效地控制了輸電塔結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的位移響應變化和速度響應變化,達到了主動控制的目的。
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU391;TU312.1
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本文編號：1274000