基于磁流变阻尼器分数阶模型的结构半主动随机最优控制研究

【作者】 李佳成； 彭勇波；

【机构】 同济大学土木工程学院； 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室； 同济大学上海防灾救灾研究所；

【摘要】 磁流变阻尼器是一类智能化、高效能减振控制元件,已广泛应用于建筑结构、海洋平台、桥梁、汽车等领域。由于该元件在磁流变液屈服前区具有显著的滞回特征,建立精确、简单、实用的力学模型是实现磁流变阻尼器效能的关键。现有磁流变阻尼器模型大多为整数阶模型,需要较多的参数来表征元件的非线性行为。分数阶模型具有时间记忆性,在描述橡胶等黏弹性材料性能方面具有相当的优势,近年来备受关注。本文将分数阶项引入磁流变阻尼器Kwod参数化模型,建立了磁流变阻尼器分数阶Kwod模型,该模型物理意义明确、便于计算。利用已有实验数据,对模型尺寸效应进行分析,证明了模型的有效性与精确性。进而,基于磁流变阻尼器分数阶Kwod模型,结合物理随机最优控制理论和限界Hrovat半主动控制算法,对随机地震动作用下某多层框架结构进行了可靠性调控和电流反算,结果表明,磁流变阻尼器分数阶模型在结构半主动随机最优控制方面具有良好的适用性。更多还原