首先提出了定量化研究结构振动的主动质量驱动AMD(Active Mass Driver)控制系统主动控制力方向等特征的一系列指标,包括表征主动控制力与质量块相对运动速度和相对运动位移等的方向关系、主动控制力与AMD子系统惯性力峰值和均方值的比例关系等指标。其次以一个单自由度结构受AMD系统控制为分析对象,设计三组代表性工况进行数值分析,采用经典线性二次型最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制算法,研究了AMD系统主动控制力特征指标、结构振动控制效果与控制算法参数和系统输入荷载等的相互关系,系统地分析和总结了AMD系统主动控制力特性及其控制效果影响因素。最后基于定量和定性分析结果,得出不能采用半主动变阻尼控制装置取代AMD系统中的作动器来实现主动控制的结论。
针对结构振动与电磁驱动AM D控制系统(以下简称EM D系统)的相互作用问题,提出了是否考虑、以及考虑何种程度相互作用的三种理论计算模型并进行了试验研究。首先试验比较了EM D系统在正弦扫频控制电压输入下各阶理论模型预测结果与试验结果的差异,验证了各模型对系统的描述精度;其次以E l C en tro地震波输入为例,试验比较了3种计算模型在3种控制算法共9种试验工况下,EM D控制系统对结构地震响应控制效果的影响。本文所有试验结果均表明只有考虑相互作用、并且充分考虑高阶相互作用才能最佳地描述EM D控制系统在结构中真实的工作状态,才能充分发挥EM D系统对结构振动的控制作用,从而为实现高性能的结构振动主动控制试验与应用奠定基础。
