主动转动惯量驱动系统控制悬吊结构摆振的方法研究(Ⅱ):参数影响分析与试验验证  

Structural swing vibration control methods based on the Active Rotary Inertia Driver system(Ⅱ):parametric analysis and experimental verification

作　　者：张春巍[1] 王昊 ZHANG Chun-wei;WANG Hao(School of Civil Engineering,Qingdao University of Technology,Qingdao 266033,China)

机构地区：[1]青岛理工大学土木工程学院,山东青岛266033

出　　处：《振动工程学报》2020年第6期1170-1180,共11页Journal of Vibration Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51678322);国家重点研发计划(2019YFE0112400)。

摘　　要：对于摆振运动控制问题,本文对前期研究提出的主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)进行了深入的参数影响研究。首先建立了悬吊结构ARID控制系统力学分析模型并设计了主动控制算法;然后基于力学分析模型利用Simulink进行了ARID控制系统参数影响分析,比较了系统参数(控制算法参数、结构几何参数、激励参数、控制系统配置参数)对控制效果的影响并研究了影响的规律及最优参数取值区间;通过设计小型比例模型振动台试验验证了ARID系统控制悬吊结构摆振的有效性以及部分参数对控制效果的影响规律。结果表明:ARID控制系统对悬吊结构摆振具有较好的控制作用,当外部激励与结构频率相近时系统发挥出最佳效果,且控制效果与系统控制算法参数、转动惯量比、结构长度比、质量比密切相关。This paper is a further study of the Active Rotary Inertia Driver(ARID)system based on the modeling of ARID system and experiments.Parametric analyses are carried out using Simulink system and the effectiveness of ARID is further validated.First,the non-linear equations and the simplified analytical model of the suspended structure with ARID system are proposed and the control algorithm is also designed.Next,the parametric analyses are carried out using Simulink to compare the influence of the key parameters of ARID system such as the inertia ratio,mass ratio,coefficient of control algorithm,length ratio,and excitation frequency.Then some parametric results are concluded.The effectiveness of the ARID system and the influence of some key parameters on control performance are further validated by the bench scale shaking table experiments.

关 键 词：悬吊结构 摆振控制 主动控制 主动转动惯量驱动控制系统 振动台实验 

分 类 号：TU311.3[建筑科学—结构工程] TB123[理学—工程力学]