一种智能隔震组件、智能隔震装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种智能隔震组件、智能隔震装置及控制方法，属于隔震技术领域，该智能隔震组件包括支撑板、滑动部件、阻尼部件、振动参数传感器和控制器；相邻支撑板之间通过滑动部件滑动连接；相邻支撑板之间通过阻尼部件相铰接，且阻尼部件的阻尼方向与滑动部件的滑动方向相反；振动参数传感器用于采集相邻支撑板的振动数据；控制器分别与振动参数传感器和阻尼部件电联接。智能隔震装置包括至少两个叠放的智能隔震组件，相邻智能隔震组件中滑动部件的滑动方向呈正交状态布置。该智能隔震组件和智能隔震装置能够提升智能化程度和隔震效果，解决现有隔震装置智能化程度低、隔震效果差的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种智能隔震组件、智能隔震装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及隔震
，特别是涉及一种智能隔震组件、智能隔震装置及控制方法。

技术介绍

[0002]隔震技术是保护珍贵文物、精密仪器地震安全的重要手段。隔震的基本原理在于延长周期，使得隔震系统的自振频率远低于地震输入的主要频段，因而降低地震响应。目前，传统隔震技术已经相对成熟，宽频带、智能化隔震技术是未来发展方向。模糊控制是一种基于语义规则的智能控制方法，无需建立确切的数学模型，具有较好的鲁棒性和灵活性，这种模糊控制方法可以充分借鉴专家的经验，使得隔震装置中的智能元件如磁流变阻尼器的动态特性随外界输入发生变化，在各种类型地震动作用下均展现出较好的可靠性和适应性。
[0003]然而，现有的隔震装置普遍存在智能化程度低、隔震适应性差的问题，无法根据震动的强弱程度进行智能控制，自适应调节隔震效果，无法适应于大脉冲地震动、长周期地震动等特殊地震。在大脉冲地震动、长周期地震动等特殊地震作用下，隔震装置的效果将大大降低甚至失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种智能隔震组件、智能隔震装置及控制方法，以提升智能化程度和隔震效果，解决现有隔震装置智能化程度低、隔震适应性差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一方面，本专利技术提出了一种智能隔震组件，包括支撑板以及位于相邻所述支撑板之间的滑动部件和阻尼部件；
[0007]相邻所述支撑板之间通过所述滑动部件滑动连接；/>[0008]相邻所述支撑板之间通过所述阻尼部件相铰接，且所述阻尼部件的阻尼方向与所述滑动部件的滑动方向相反；
[0009]还包括振动参数传感器和控制器；
[0010]所述振动参数传感器用于采集相邻所述支撑板的振动数据；
[0011]所述控制器分别与所述振动参数传感器和所述阻尼部件电联接。
[0012]可选的，所述振动参数传感器包括位移传感器和加速度传感器。
[0013]可选的，所述滑动部件包括导轨和与所述导轨配合使用的滑块。
[0014]可选的，所述隔震组件还包括设置在相邻所述支撑板之间的弹性复位件。
[0015]另一方面，本专利技术还提出了一种应用智能隔震组件的智能隔震装置，所述装置包括至少两个叠放的所述智能隔震组件，相邻智能隔震组件中滑动部件的滑动方向呈正交状态布置，且相邻智能隔震组件中相接触的所述支撑板固定连接或者一体成型。
[0016]另一方面，本专利技术还提出了一种智能隔震装置的控制方法，包括：
[0017]采集振动数据；所述振动数据为智能隔震装置中相邻智能隔震组件中各支撑板的振动数据；
[0018]根据所述振动数据确定模糊控制指标；所述模糊控制指标用于反映支撑板的振动情况；
[0019]采用遗传算法确定模糊规则控制表中难以通过专家经验给出的模糊控制规则；所述模糊规则控制表中包括所述模糊控制指标和对应的模糊控制规则以及无法通过专家经验确定的模糊控制规则；
[0020]根据所述模糊控制指标和所述模糊控制规则进行模糊推理，获得模糊控制结果；所述模糊控制结果用于调节阻尼部件的输入电流，进而调整阻尼力；
[0021]对所述模糊控制结果进行反模糊化，获得控制命令；
[0022]根据所述控制命令，调节阻尼部件的输入电流的大小。
[0023]可选的，所述振动数据包括加速度数据和相对位移数据。
[0024]可选的，所述模糊控制指标包括加速度减震率和相对位移控制率。
[0025]可选的，所述根据所述振动数据确定模糊控制指标，具体包括：
[0026]根据相邻两个智能隔震组件中置顶和置底的支撑板的加速度数据，确定相邻两个智能隔震组件中置顶和置底的支撑板的加速度峰值；
[0027]根据相邻两个智能隔震组件中置顶和置底的支撑板的加速度峰值，确定加速度减震率；所述加速度减震率为相邻两个智能隔震组件中置顶的支撑板的加速度峰值与置底的支撑板的加速度峰值的比值；
[0028]根据相邻两个智能隔震组件中置底的支撑板与中间的支撑板之间以及中间的支撑板与置顶的支撑板之间的相对位移数据，确定相邻两个智能隔震组件中置底的支撑板与中间的支撑板之间以及中间的支撑板与置顶的支撑板之间的相对位移量与容许位移量；
[0029]根据相邻两个智能隔震组件中置底的支撑板与中间的支撑板之间以及中间的支撑板与置顶的支撑板之间的相对位移量与容许位移量，确定相对位移控制率；所述相对位移控制率为相对位移量与容许位移量的比值。
[0030]可选的，所述采用遗传算法确定模糊规则控制表中难以通过专家经验给出的控制规则，具体包括：
[0031]根据所述加速度减震率和所述相对位移控制率两个模糊控制指标，确定优化指标；
[0032]随机生成模糊规则控制表作为初始种群；
[0033]对初始种群开展遗传操作，生成子代种群；
[0034]从初始种群和子代种群中，选择N个优化指标最优的个体开展遗传操作，生成下一代种群；
[0035]进行仿真并计算优化指标值；
[0036]重复执行将最新的两代种群作为父代种群，选择优化指标最优的N个个体开展遗传操作，生成新的子代种群，直至达到预先设定的种群代数；
[0037]选择最新的种群中优化指标最优的个体作为最终的模糊控制规则表。
[0038]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0039]本专利技术提出了一种智能隔震组件、智能隔震装置及控制方法，该智能隔震组件中
包括支撑板以及位于相邻支撑板之间的滑动部件和阻尼部件，还包括振动参数传感器和控制器。其中，相邻支撑板之间通过滑动部件滑动连接，且相邻支撑板之间通过阻尼部件相铰接，且阻尼部件的阻尼方向与滑动部件的滑动方向相反；振动参数传感器用于采集相邻支撑板的振动数据；控制器，分别与振动参数传感器和阻尼部件电联接。在发生震动后，相邻支撑板会在震动下沿着滑动部件滑动，振动参数传感器能够采集相邻支撑板滑动时的振动数据；阻尼部件能够在发生震动后，对相邻支撑板滑动产生阻尼力，从而达到耗散能量、减缓震动的目的。通过控制器能够根据振动参数传感器采集的振动数据，利用模糊控制算法调节阻尼部件产生的阻尼力的大小，从而实现对阻尼部件的智能控制，能够根据震动的强弱自适应调节阻尼部件的阻尼力，进而提升了隔震装置的智能化程度，增强了隔震效果，能够适应于大脉冲地震动、长周期地震动等特殊地震，解决了现有隔震装置存在的智能化程度低、隔震适应性差的问题。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本专利技术实施例1提供的智能隔震组件的结构示意图；
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能隔震组件，其特征在于，包括支撑板以及位于相邻所述支撑板之间的滑动部件和阻尼部件；相邻所述支撑板之间通过所述滑动部件滑动连接；相邻所述支撑板之间通过所述阻尼部件相铰接，且所述阻尼部件的阻尼方向与所述滑动部件的滑动方向相反；还包括振动参数传感器和控制器；所述振动参数传感器用于采集相邻所述支撑板的振动数据；所述控制器分别与所述振动参数传感器和所述阻尼部件电联接。2.根据权利要求1所述的智能隔震组件，其特征在于，所述振动参数传感器包括位移传感器和加速度传感器。3.根据权利要求1所述的智能隔震组件，其特征在于，所述滑动部件包括导轨和与所述导轨配合使用的滑块。4.根据权利要求1所述的智能隔震组件，其特征在于，所述隔震组件还包括设置在相邻所述支撑板之间的弹性复位件。5.一种应用权利要求1
‑
4任一项所述的智能隔震组件的智能隔震装置，其特征在于，所述装置包括至少两个叠放的所述智能隔震组件，相邻智能隔震组件中滑动部件的滑动方向呈正交状态布置，且相邻智能隔震组件中相接触的所述支撑板固定连接或者一体成型。6.一种根据权利要求5所述的智能隔震装置的控制方法，其特征在于，包括：采集振动数据；所述振动数据为智能隔震装置中相邻智能隔震组件中各支撑板的振动数据；根据所述振动数据确定模糊控制指标；所述模糊控制指标用于反映支撑板的振动情况；采用遗传算法确定模糊规则控制表中难以通过专家经验给出的模糊控制规则；所述模糊规则控制表中包括所述模糊控制指标和对应的模糊控制规则以及无法通过专家经验确定的模糊控制规则；根据所述模糊控制指标和所述模糊控制规则进行模糊推理，获得模糊控制结果；所述模糊控制结果用于调节阻尼部件的输入电流，进而调整阻尼力；对所述模糊控制结果进行反模糊化，获得控制命令；根据所述控制命令，调节阻尼部件的输入电流的大小。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李吉超，王涛，尚庆学，罗清宇，李海洋，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：