斜拉索低階模態(tài)響應(yīng)的有源控制研究.pdf

斜拉索低階模態(tài)響應(yīng)的有源控制研究 ，斜拉橋中的斜拉索剛性低,阻尼小,跨度大,它經(jīng)常承受隨機(jī)載荷如陣風(fēng)激勵(lì),系統(tǒng)要求很高的可靠性。
而它們?cè)谀撤N激勵(lì)下產(chǎn)生低頻諧振,會(huì)導(dǎo)致大的振幅而可能有破壞性事故發(fā)生,故需要一種有效的方法控制這種振動(dòng)。
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paper.edu 斜拉索低階模態(tài)響應(yīng)的有源控制研究 朱保兵 同濟(jì)建筑工程系（200092） E-mail:bingbaozhu@163 摘 要：斜拉橋中的斜拉索剛性低，阻尼小，跨度大，它經(jīng)常承受隨機(jī)載荷如陣風(fēng)激勵(lì)， 系統(tǒng)要求很高的可靠性。
而它們?cè)谀撤N激勵(lì)下產(chǎn)生低頻諧振，會(huì)導(dǎo)致大的振幅而可能有破壞 性事故發(fā)生，故需要一種有效的方法控制這種振動(dòng)。
傳統(tǒng)的被動(dòng)控制技術(shù)往往達(dá)不到要求控 制的效果。
針對(duì)斜拉索系統(tǒng)主要是要控制其低頻諧振的特點(diǎn)，采用 Hamilton原理經(jīng)過(guò)逐步 迭代計(jì)算求出抑制斜拉索振動(dòng)的最優(yōu)控制力，其基本原理是對(duì)選定的斜拉索系統(tǒng)低階固有頻 率，設(shè)計(jì)沿斜拉索軸向產(chǎn)生的一個(gè)主動(dòng)動(dòng)態(tài)位移導(dǎo)致斜拉索系統(tǒng)的橫向剛度變化，從而使斜 拉索橫向振動(dòng)幅值得到閉環(huán)控制。
仿真分析表明，該方法具有明顯的控制效果。
關(guān)鍵詞：斜拉索；橫向振動(dòng)；迭代計(jì)算；閉環(huán)控制 1.引言
第二次世界大戰(zhàn)后出現(xiàn)的現(xiàn)代斜拉橋是不同于懸索橋的另一種懸吊橋梁結(jié)構(gòu)。
斜拉索是 斜拉橋的重要承力部件，極易在外界環(huán)境，特別是在風(fēng)的激勵(lì)下，產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)[1,2]，可 能在非常短的時(shí)間內(nèi)造成索股疲勞斷裂而最后影響整座橋的安全[3,4]。
為了抑制斜拉索的振 動(dòng)，本文采用了的主動(dòng)變剛度控制方法，其控制過(guò)程依賴于結(jié)構(gòu)的反應(yīng)信息和外激勵(lì)荷載， 沿斜拉索軸向施加主動(dòng)最優(yōu)控制力，引起纜索橫向剛度的實(shí)時(shí)變化，從而達(dá)到減輕或降低結(jié) 構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的目的。
2.斜拉索振動(dòng)模型的建立 傾斜的斜拉索及其坐標(biāo)系統(tǒng)如圖1所示，坐標(biāo) 原點(diǎn)