【摘要】：斜拉橋的拉索具有質(zhì)量輕、柔性大、固有頻率低、阻尼小等特點,在外部荷載作用下,拉索很容易產(chǎn)生多種形式的有害振動,對斜拉橋的穩(wěn)定性、舒適性和安全性產(chǎn)生很不利的影響,采用磁致伸縮作動器對拉索施加軸向控制力進行拉索振動控制是一種可行的方法。本文課題來源于國家自然科學基金項目“基于磁致伸縮作動器的斜拉索主動控制理論與試驗研究(51078142)”,針對磁致伸縮作動器力學模型、拉索-磁致伸縮作動器振動控制理論與實驗開展研究,主要研究工作包括:(1)介紹了斜拉橋的發(fā)展狀況以及拉索的四種常見的振動形式,闡述了拉索振動控制方法,介紹了磁致伸縮作動器的研究和應用現(xiàn)狀。(2)介紹了自制的超磁致伸縮作動器的物理特點和力學性能,設計了拉索模型下超磁致伸縮作動器在外加偏置磁場下的力磁關系實驗,得出了拉索模型下磁致伸縮作動器的力磁耦合關系模型。(3)介紹了拉索振動控制理論,建立了拉索的控制狀態(tài)方程,提出了拉索雙線性控制狀態(tài)方程的求解策略。(4)運用matlab軟件進行了拉索控制實驗的建模,并運用主動LQR控制和半主動Bang-Bang控制方法進行實驗仿真分析,并取得良好的減振效果。(5)建立了拉索的實驗模型和實時控制系統(tǒng),設計了拉索振動控制實驗方案,完成了拉索在自由振動、簡諧振動和隨機振動條件下的控制實驗,并取得了良好的減振效果。
[Abstract]:The cable of cable-stayed bridge has the characteristics of light weight, large flexibility, low natural frequency and low damping. Under the action of external load, cable can easily produce many kinds of harmful vibration and stability to the cable-stayed bridge. The comfortableness and safety are very unfavorable. It is a feasible method to use magnetostrictive actuator to control the cable vibration by applying axial control force to the cable. This paper comes from the project of National Natural Science Foundation of China, "Theory and Experimental study of active Control of stay cables based on Magnetostrictive Actuator (51078142)", aiming at the mechanical model of Magnetostrictive Actuator. The vibration control theory and experiment of cable magnetostrictive actuator are studied. The main research work includes: (1) the development of cable-stayed bridge and four common vibration forms of cable are introduced, and the vibration control method of cable is expounded. The research and application of magnetostrictive actuator are introduced. (2) the physical characteristics and mechanical properties of the giant magnetostrictive actuator are introduced. In this paper, the experiment of magnetostrictive actuator under the cable model is designed, and the magnetostrictive actuator's magnetostrictive actuator coupling relationship model under the cable model is obtained. (3) the cable vibration control theory is introduced. The control state equation of cable is established, and the solution strategy of bilinear control state equation of cable is put forward. (4) the model of cable control experiment is established by using matlab software. The method of active LQR control and semi-active Bang-Bang control is used to simulate and analyze the experiment, and good damping effect is obtained. (5) the experimental model and real-time control system of cable are established, and the experimental scheme of cable vibration control is designed. The control experiments of cable under free vibration, simple harmonic vibration and random vibration are completed, and good damping effect is obtained.
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U448.27

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫洪鑫;王修勇;陳政清;;磁流變式調(diào)諧液柱阻尼器的兩級雙態(tài)半主動控制[J];振動與沖擊;2012年09期

2 唐善然;陳文禮;李惠;;斜拉索風雨激振的數(shù)值模擬研究[J];工程力學;2012年03期

3 周國成;柳貢民;馬俊;羅鞏固;;圓柱渦激振動數(shù)值模擬研究[J];噪聲與振動控制;2010年05期

4 張旭輝;劉永光;付永領;;磁致伸縮作動器結(jié)構優(yōu)化設計[J];壓電與聲光;2009年03期

5 方平治;杜明俠;顧明;;兩自由度橢圓柱體渦激振動的數(shù)值模擬[J];振動與沖擊;2009年01期

6 翁玲;王博文;孫英;李淑英;楊慶新;;磁場和應力作用下的超磁致伸縮換能器的動態(tài)模型[J];電工技術學報;2008年12期

7 周�？�;孫利民;;斜拉索風雨激振的形狀記憶合金半主動控制數(shù)值模擬分析[J];防災減災工程學報;2008年03期

8 顧明;李壽英;杜曉慶;;斜拉橋拉索風雨激振理論模型和機理研究[J];空氣動力學學報;2007年02期

9 禹見達;陳政清;王修勇;謝獻忠;;基于現(xiàn)場觀測的拉索風雨振特性研究[J];湖南科技大學學報(自然科學版);2006年02期

10 張?zhí)祜w;汪鴻振;孫曜;;超磁致伸縮作動器用于振動主動控制中的仿真研究[J];振動與沖擊;2006年01期

相關會議論文 前1條

1 徐飛萍;宋曉輝;陳仁山;;濟南黃河大橋斜拉索目測病害及防治對策淺析[A];公路交通與建設論壇（2011）[C];2003年

相關博士學位論文 前2條

1 肖志榮;大跨度斜拉橋拉索的非線性振動及智能半主動控制研究[D];浙江大學;2008年

2 鄔U喕，

本文編號：2366922