時間 |
2011-11-30 |
標題 |
應用相位控制原理於調諧質塊阻尼器最佳化結構控制設計 |
作者 |
[鍾立來]
[吳賴雲]
[賴勇安]
[連冠華]
[顧丁與]
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摘要 |
本文旨在探討線性被動式調諧質塊阻尼器(被動式TMD)之最佳化設
計,以及相位控制之控制律,於半主動式調諧質塊阻尼器(半主動式TMD)
與主動式調諧質塊阻尼器(主動式TMD)之減振效益研究。首先,以單自由
度結構位移之均方為最小,提出線性被動式TMD 之最佳設計方法-迭代法、
圖表法與最佳化設計公式。接著,對於半主動式TMD 及主動式TMD;半
主動式TMD 之模型為被動式TMD 加裝半主動式摩擦機構,以可變之正向
力調整摩擦機構之摩擦力;主動式TMD 之模型為被動式TMD 加裝主動式
噴射機構,以噴射力之方式施加主動控制力於質塊上;本文以相位控制為
控制原理,提出一組控制律,使半主動式TMD 及主動式TMD 盡量維持-90
度相位差之控制律,以達最佳之減振效果。以0.5Hz 單自由度結構於強迫
振動及數值模擬之結果顯示,結構加裝半主動式TMD 或主動式TMD 後,
可有較大之減振頻率帶寬;於隨機振動之數值模擬結果顯示,其結構反應
都優於最佳化被動式TMD,且由頻率比敏感度及TMD 阻尼比敏感度分析,
半主動式TMD 及主動式TMD 對於頻率比及TMD 阻尼比皆不敏感,可解
決被動式TMD 適應性之問題;經由三維圖進行頻率比及TMD 阻尼比最佳
化設計後,可再增加半主動式TMD 及主動式TMD 之減振效益。最後以台
北101 結構轉換為單自由度系統作為案例分析,在台北101 半年回歸期風
力下,分析結果顯示,加裝被動式TMD,三種最佳化設計方式與實際最佳
值之減振效果相若,皆可達減振目的;加裝半主動式TMD 與主動式TMD
不僅均可達減振目的,且減振效果更較最佳化被動式TMD 為佳;並且,由
於無適應性之問題,可不需進行最佳化設計即可有優於被動式TMD 之減振
效果,驗證此控制律作用之半主動式TMD 與主動式TMD 確實可行並有其
優點。 |
關鍵字 |
調諧質塊阻尼器、相位控制、結構控制 |
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