采用MR阻尼器的结构模糊控制

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采用MR阻尼器的结构模糊控制

作者：贝伟明

来源：《城市建设理论研究》2013年第01期

摘要:以MR阻尼器所在层层间位移和层速度反应为输入，以控制电流为输出，根据抗震规范和实际经验合理地设计模糊控制器。通过实例分析，模糊控制器能瞬时而准确地确定磁流变阻尼器的输入电流，有效减小了受控结构的动力反应。

关键词: MR阻尼器；模糊控制；仿真分析

Abstract：Taking velocity and interstory displacement responses as inputs, and treating controlled current as output, fuzzy controller is designed reasonably according to seismic code and practical experience. Through an example, it can be concluded that fuzzy controller can determine the input current of MR dampers accurately and instantaneously, and both displacement and acceleration responses of the fuzzy controlled structure are reduced effectively.

Key words：MR dampers；fuzzy control；simulation analysis

中图分类号：G353.11文献标识码：A文章编号：

引言

目前，磁流变阻尼器（简称MR阻尼器）的控制策略主要有恒定加压式、Heaviside函数

加压式、离散加压式、动力逆模型加压式、智能加压式等几种。其中智能加压式是指利用智能算法对MR阻尼器施加电压，这些智能算法包括人工神经网络、模糊逻辑、遗传算法等。神经网络和模糊逻辑具有高度的鲁棒性和自学习能力，对处理非线性、不确定性、高度复杂性的问题十分有效，是MR阻尼器控制策略研究的发展方向。

1 MR阻尼器模糊控制器设计

每一时刻的地震加速度和结构的状态(位移、速度和加速度)通过传感器检测并被输入到模糊逻辑控制器中，在预定的模糊规则和隶属函数下经模糊逻辑控制器的模糊推理处理后，得到控制电流，将控制电流指令信号传递给MR阻尼器，MR阻尼器产生控制力并施加给结构（图1）。这便是MR阻尼结构的模糊控制的整个构思框架，具体步骤可概括为以下几个部分：

图1 磁流变阻尼器模糊控制Simulink仿真分析框图

(1) 确定输入、输出变量及其基本论域：速度响应体现了地震地面运动的特性，而层间位移响应体现MR阻尼器的控制效果，因而本文采用这两个值作为模糊控制系统的输入变量，根据经验层间位移的论域取为介于弹性限值与塑性位移限值之间的h/200(h为层高)，层速度的论