基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)的儲(chǔ)換能型混合控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制可以有效地減輕結(jié)構(gòu)在車輛、風(fēng)、海浪、流水和地震等荷載作用下的反應(yīng)和損傷積累，能夠有效地提高結(jié)構(gòu)的抗振能力和抗災(zāi)性能。
　　本文針對(duì)以往土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制系統(tǒng)存在的不足，提出一種新型的以無(wú)刷直流電機(jī)為作動(dòng)部件，集主動(dòng)質(zhì)量阻尼(AMD)控制功能、主動(dòng)變阻尼(AVD)控制功能于一體的儲(chǔ)換能型混合控制系統(tǒng)。本文通過(guò)引入無(wú)刷直流電機(jī)作為主動(dòng)變阻尼控制的作動(dòng)部件可以實(shí)現(xiàn)更寬范圍的阻尼力跟隨，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了AMD控制和AVD

2、控制作動(dòng)裝置的統(tǒng)一，這在很大程度上降低了系統(tǒng)研制的成本，提高了系統(tǒng)的通用性。本文的另一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是針對(duì)系統(tǒng)提出的儲(chǔ)能要求研制了儲(chǔ)能升壓電路，電路的主要作用是實(shí)現(xiàn)能量的有效存儲(chǔ)，并且在系統(tǒng)電源失效時(shí)為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的后備電源，提高系統(tǒng)在災(zāi)害條件下的可靠性。
　　本文對(duì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各種功能的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了大量的理論分析和仿真與實(shí)驗(yàn)層面上的研究；首先，根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制系統(tǒng)的計(jì)算模型推導(dǎo)出了系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式，并在仿真層面上對(duì)設(shè)計(jì)的土木工程結(jié)

3、構(gòu)振動(dòng)控制算法(LQG最優(yōu)控制算法)進(jìn)行了優(yōu)化處理；其次，本文對(duì)采用無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)AVD控制功能的機(jī)理進(jìn)行了縝密的分析及仿真研究,以此驗(yàn)證無(wú)刷直流電機(jī)作為AVD控制作動(dòng)部件的可行性；第三，系統(tǒng)的儲(chǔ)能功能是通過(guò)無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)電工況實(shí)現(xiàn)的，然而直流發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速較低時(shí)輸出的電壓偏低可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，形成所謂的儲(chǔ)能死區(qū)，為了解決這一問(wèn)題，本文采用半控整流加脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電壓的提升，并在理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)層面對(duì)這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行了驗(yàn)證