基于磁流变阻尼结构控制算法的优化与应用-研究

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1、硕士学位论文基于磁流变阻尼结构控制算法的优化与应用研宄3．3模糊控制规则的智能算法优化研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．403．3．1模糊控制规则的遗传算法优化研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．403．3．2模糊控制规则的粒子群算法优化研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4l3．4算例分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯423．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯484基于优化模糊控制的磁流变减震装置的工程应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．1工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．2多遇

2、地震作用下的结构响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯504．2．1结构位移响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯514．2．2结构加速度响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯544．3罕遇地震作用下的结构响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯584．3．1结构位移响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯594．3．2结构加速度响应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯634．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．665磁流变阻尼减震装置在受控结构中的布置方案优化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯675．

3、1改进遗传算法及等效二次型性能指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．675．1．1改进遗传算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯675．1．2等效二次型性能指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．685．2性能指标增量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．695．3算例分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．705．3．1改进遗传算法及二次型性能指标的优化布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．705．3．2性能指标增量的优化布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯725．3．3优化后结构的减震效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．745．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．796结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。816．1结{念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．816．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．82致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。83参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．84附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。88V硕士学位论文基于

5、磁流变阻尼结构控制算法的优化与应用研究1绪论1．1引言地震是一种因地球内部运动突发式的，严重危害人类生命财产安全的自然灾害。地震给人类带来了巨大灾难，至今仍严重地威胁着人类社会⋯。1994年1月17日在美国加州发生的6．6级强烈地震，造成了1万多人受伤，直接经济损失达200亿美元，其破坏场景如图1．1a所示；1995年在日本神户发生的7．2级地震(KobeEarthquake)，在20秒内死亡5000多人，接近3万人受伤，几十万人流离失所，其破坏场景如图1．1b所示；2004年12月26日由印度洋大地震引起的海啸，导致印尼、斯里兰卡、泰国、马尔代夫等国至少30万人死亡。我国是遭受地震灾害

6、最严重的国家之一，尤其近些年更是地震频发，2008年汶川地震导致死亡约7万人，受伤约37万人，其破坏场景如图1．1c所示：2010年玉树7．1地震使得2698人遇难；2013年雅安7．0级地震死亡196人，l万多人受伤，其破坏场景如图1．1d所示。因此，对于地震活动区特别是高烈度区的建筑物进行抗震设防具有重要的现实意义。a)美国加州6．6级地震破坏场景b1日本神户7．2级地震破坏场景c)中Iill!!tJil汶)il8．0级地震破坏场景d)中国四川雅安7．0级地震破坏场景图1．1强烈地震产生的破坏场景1绪论硕士学位论文传统的结构抗震设计方法是依靠结构本身的性能，如结构的刚度、强度、变形能

7、力和耗能，使结构构件在小震时能保持弹性状态，在强震时能够进入弹塑性状态，而且延性较大，能够用来消耗地震所产生的能量，减小地震响应，使建筑结构满足“小震不坏，中震可修，大震不倒”的要求。但这种设计方法最大的不足在于结构难以根据地震作用的大小进行自我调节，因此，这种传统的抗震设计方法不仅不经济，而且在遇到强烈地震作用时，建筑结构的安全性也得不到保证。结构振动控制是一种全新的设计理念，它是在建筑结构中安装被动、主动控制或者半主动控制装置，