车-桥耦合系统振动主动控制分析，是一项涉及交通工程和结构振动控制领域的研究课题。随着高速公路桥梁的迅猛发展，桥梁结构振动的问题日益凸显，尤其是在高速行车以及桥梁老化的情况下，桥梁振动对桥梁的使用安全和耐久性提出了新的挑战。因此，对于桥梁结构振动的分析和控制显得尤为重要，其中车-桥耦合系统的振动主动控制就是为了解决这一问题而进行的技术研究。
在这项研究中，使用了双轴车辆模型来更接近真实车辆的动态特性，因为它能够较全面地模拟车辆对桥梁施加的激励作用。这种模型不仅考虑了车辆的重量和惯性，还包括了悬架系统等对桥梁振动有影响的因素。线性最优控制理论被用于设计控制律，目的是减少车辆对桥梁的动力作用，从而降低桥梁的振动响应。
控制目标函数包括了桥梁的跨中位移振动响应和双轴车辆输入桥梁的瞬时功率流。通过控制这些参数，可以对桥梁的振动进行抑制。控制系统的目标是最大化地减小这些影响因素，以期达到有效控制桥梁振动的目的。研究中还考虑了不同参数变化对控制系统的可能影响，以确保控制策略的适用性和有效性。
结构振动主动控制技术的原理是通过外部施加控制力来对抗结构受迫振动，从而减少振动的幅度。这种控制技术对于修正设计方便，能够有效抑制低频振动和宽带随机振动，同时能够适应结构参数的不确定性和未知的环境扰动，例如风和地震等。近20多年来，结构振动主动控制技术在很多工业领域得到了重视与发展，但在车-桥耦合系统的竖向振动控制领域研究较少，成果也相对有限。
在进行车-桥耦合系统的振动理论分析时，桥梁计算模型的建立是一个重要的步骤。桥梁通常被视为Bernoulli-Euler梁模型来分析其振动行为。简支梁在外荷载作用下的振动方程可以表示为一个四阶偏微分方程，通过对方程进行求解，可以得到桥梁结构的动力位移响应。在此基础上，还可以通过级数展开将动力位移表示为不同振型的叠加，这有助于简化计算并分析不同振型对整体振动的影响。
在实际应用中，车-桥耦合系统的振动主动控制分析不仅包括理论研究，还需要结合先进的传感器技术和控制算法。例如，可以使用加速度计或位移传感器实时监测桥梁的振动状态，并将数据反馈到控制系统中。控制系统根据监测数据和预设的控制策略实时调整控制力，以达到控制目标。
总结来说，车-桥耦合系统振动主动控制分析是一个综合了机械工程、控制理论、传感器技术和计算力学等多领域知识的复杂课题。通过这种分析，可以为桥梁的健康监测、维修和养护提供科学依据，提高桥梁结构的安全性和耐久性。同时，这项研究对于推动振动控制技术的发展和应用具有重要的理论和现实意义。
