第 2
卷第
5
期
2005
年
10
月
华东交通大学学报
Jo
urna1
of
Eas
t
China
Jiaotong
University
Vo
1.
22 No.5
Oct.,
2005
文章编号:
1
∞
15
-
0523(2
∞
15)05
-
0001-
04
斜拉桥拉索
MR
模糊半主动控制研究
陈水'生任东红
2
(1.华东交通大学土木建筑学院，江西南昌
33
∞
13;2.
江西省公路管理局，江西南昌
33
00(
5)
摘要:提出了使用
m
阻尼器
(Magnetorheological
Dam
阳)作为控制设备，模糊集为基础的半主动控制算法，并运用提出的算法对
索-阻尼器系统进行了振动控制分析.本文方法的优势在于算法自身的鲁棒性、处理非线性问题的能力和不需妥结构的精确
数学模型，算法需妥的输入交量少，可以解决实际工程中斜拉索的振动响应信息难以测量的困难.模糊算法的输出直接控制
m
阻尼器的输入电压，与
LQR
一
αip
同算法不同，
MR
阻尼器的输入电压可以是零与最大位之间的任意佳.本文以实际斜拉
桥拉索为例，分析了拉索在谐荷载2t风荷载作用下的系统振动控制效果，数位结果表明，本文提出的模糊半主动控制算法比
阳被动控制效采好，且可以减
IJ
、需要的控制力，使阻阻尼器的功能得到了关好的发挥.
关键词:斜拉索;模糊控制;半主动控制;阻阻尼器
中图分类号:TP206
文献标识码
:A
1
引言
近年来，半主动控制由于不需要大的外部能量输入，吸
引了大量研究人员，其中磁流变阻尼器
(MR
Dampers)
开发利
用，引起了极大的关注，由于它不需要大的外部能量输入、安
全可靠和费用相对低等特点，很造合在土木工程中使用，但
由于
m
阻尼器是非线性的半主动控制设备，所以研究合造
的半主动控制算法成为很有挑战性的课题，也是如何提高
阻尼器使用效率的主要问题.
1965
年，模糊集理论首次由Ze
deh[
J)提出，
1974
年，Mam
也
ni[2)
使用Zed
eh
提出的模糊语言表示法和模糊推理规则成
功的在气轮机的自动操作控制中使用了
"IF-τTEEn"
规则，从
而引起了广泛的关注和研究.由于不需要复杂的结构计算，
大大减小了反馈的时间延滞，在工程结构系统中使用模糊
控制理论已被广泛的研究
[3)
.
Tengl4)
等使用模糊推理对一个
悬臂梁进行了主动控制，
ßa
吐血
i[5)
等对一个
28
个自由度的
Be
nchmark
结构使用了模糊控制，
Li
[6)
等对一个单自由度系
统分析了自适应模糊控制算法的可行性，
FaravelP)
等使用自
适应网格模糊控制对一个两自由度系统地震响应进行了控
制，验证了模糊控制算法的有效性.
收稿日期
:2
∞
15
-02
-
18
磁流变(阻)阻尼器的半主动控制在实际工程中的应用
还很少，更多的是处于理论及实验研
究阶段.文献
[8)
介绍了四种针对阻阻尼器的半主动控
制算法，并用各种算法对一个缩尺的
6
层建筑模型进行了实
验及理论分析
;H.
Li等
[9)
依据最大能量耗散准则对半主动
流体阻尼器提出了一种控制算法;
Johnson
等
[10.11.12)
则对斜
拉索的半主动控制进行了系列的研究，采用包括一个静挠度
模态在内的标准弦振动模态，用
Galerkin
方法将偏微分方程
转化为常微分方程，用吨
R(
Li
near
Q
四
dratic
Re
伊
lator)
最优控
制算法对斜拉索进行了被动、主动、半主动控制研究，结果表
明半主动控制与最优的被动控制相比，可以使振动响应减小
50%
-80%
，陈
[13)
提出了吨
R-
Clipped
控制算法，分析了斜
拉索的半主动控制;
Ni[14)
等首次将
MR
阻尼器使用在中国的
洞庭湖大桥上，将
MR
阻尼器电压固定在某一最优值，对斜
拉索进行被动控制.
本文的目的在于提出更适合斜拉桥拉索振动控制使用
的
MR
半主动控制算法，由于吨
R
-
Cli
pped
算法
[13)
是据于
最优控制理论而提出的，它的使用需要知道系统状态的所有
振动信息，这在实际工程中是很难实现的，而且，陋的输入
电压只能取零或者最大值.为此，本文使用模糊控制基本理
论，只使用系统的很少信息，
MR
阻尼器的输入电压直接由
作者简介:陈水生(1
968
-
)，男，江西乐安人，博士，华东交通大学土木建筑学院教授.
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