一种大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法及系统，涉及桥梁控制技术领域，包括建立桥梁系统有限元法模型，和桥梁系统的运动方程；再计算得到桥梁系统主梁上每单位长度上的涡激力和磁流变阻尼器所提供的预设控制力；再得到线性涡激力的表达式；将主梁上每单位长度上的涡激力、预设控制力和线性涡激力的表达式代入运动方程进行变换求解，得到磁流变阻尼器的最优控制力；根据磁流变阻尼器的最优控制力和预设半主动控制规律计算，得到磁流变阻尼器实际出力。通过本发明专利技术提出的半主动控制方法能够根据不同的涡振模态及时调整控制规律，使得对于每一阶涡激振动模态，磁流变阻尼器的实际出力能够处于最优控制力附近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁控制，具体而言，涉及一种大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法及系统。

技术介绍

1、目前，抑制大跨度悬索桥涡激振动的方法主要包括结构措施、气动措施和阻尼措施。其中，通过改变桥梁的刚度或质量来调整结构的固有频率的结构措施通常面临成本高效果低的挑战。气动措施则是在桥梁设计阶段通过风洞试验寻找最佳气动措施，但由于多模态涡激振动(vimv)的复杂特性，气动措施在桥梁运营期间并不总是有效的。在桥面上安装阻尼装置，如调谐质量阻尼器(tmd)，是控制涡振的常用方法。然而，由于桥面的自振频率较低，tmd的所需动位移往往超过了桥面内部的容许空间，因此使用tmd来减轻涡激振动具有一定的挑战性。此外，tmd参数优化设计的主要目标通常只针对特定的竖弯振动模态，这导致对其他竖弯振动模态的次优控制或无法控制。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法及系统，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：

2、一方面，本申请提供了一种大跨度悬本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，所述桥梁系统矩阵包括桥梁系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，其特征在于，通过建模软件建立桥梁系统有限元法模型，包括：

3.根据权利要求2所述的大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，所述桥梁系统向量参数包括桥梁系统的位移向量、速度向量和加速度向量，其特征在于，根据桥梁系统矩阵和第一信息，建立桥梁系统在涡激力和磁流变阻尼器所提供的预设控制力作用下的运动方程，包括：

4.根据权利要求1所述的大跨度悬索桥多模态涡激振动半主...

【技术特征摘要】

1.一种大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，所述桥梁系统矩阵包括桥梁系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，其特征在于，通过建模软件建立桥梁系统有限元法模型，包括：

3.根据权利要求2所述的大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，所述桥梁系统向量参数包括桥梁系统的位移向量、速度向量和加速度向量，其特征在于，根据桥梁系统矩阵和第一信息，建立桥梁系统在涡激力和磁流变阻尼器所提供的预设控制力作用下的运动方程，包括：

4.根据权利要求1所述的大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，所述涡激力气动参数包括线性气动负阻尼系数、线性气动负刚度系数和四个非线性驱动力系数，所述环境参数变量包括空气密度、平均风速、桥梁断面高度、桥梁主梁上结点的位移和速度、涡激力模型参数，其特征在于，根据第二信息计算，得到桥梁系统主梁上每单位长度上的涡激力，包括：

5.根据权利要求1所述的大跨度悬索桥多模态涡激振动半主动控制方法，所述磁流变阻尼器参数信息包括磁流变阻尼器连接两端的相对位移以及速度、磁流变阻尼器高速率时的等效刚度、补偿器刚度、磁流变阻尼器高速率时的粘滞阻尼系数、磁流变阻尼器低速率时的粘滞阻尼系数、补偿器的初位移、磁流变阻尼器的滞变位移系数和磁流变阻尼器的阻尼力-速度曲线的基本控制参...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐幼麟，蒋尚君，李书孟，李昊洋，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：