| 時間 |
2012-07-31 |
| 標題 |
應用最佳化參數之被動式及相位控制之半主動式調諧質塊阻尼器於基底振動之減振 |
| 作者 |
[鍾立來]
[顧丁與]
[賴勇安]
[吳賴雲]
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| 摘要 |
本文旨在探討於線性被動式調諧質塊阻尼器 (Tuned Mass Damper,
TMD) 之最佳化設計，以及相位控制之控制律 (control algorithm) 於半主動
式TMD 受基底振動下之減振效益的研究。首先，以單自由度系統加裝一線
性被動式TMD，在白雜訊 (white noise) 基底加速度作用下，分別推導其結
構位移及絕對加速度均方 (mean square) 最小化，使用迭代法及設計公式等
兩種方式，提出線性被動式TMD 之參數最佳化設計方法。接著，以相位控
制為控制原理，提出一組控制律，欲使半主動式TMD 之相對位移與結構位
移保持 -90 度的相位差。隨後以一週期為3 秒之單自由度結構，分別受正
弦波與隨機基底加速度作數值模擬，其結果顯示結構加裝TMD 後，可有效
降低結構整體反應，加裝半主動式TMD 可較加裝被動式TMD 有更大之減
振頻率帶寬，且由頻率比敏感度及TMD 阻尼比敏感度分析，半主動式TMD
有較好的適應性，不需額外的阻尼；而經由三維圖搜尋半主動式TMD 之最
佳設計值頻率比與直接取TMD之頻率等於結構第一振態之頻率進行比較，
其減振效果差異不大，有著很好的強健性。最後以兩個實際地震歷時進行
數值模擬，分別為東西向El Centro 地震及300%東西向花蓮331 地震，其
分析結果顯示，無論是被動式TMD 或半主動式TMD，對於降低結構極值
之效果皆屬不佳，但半主動式TMD 仍對其設計參數不敏感，且相較於被動
式TMD，有著更佳的整體減振效果；同樣以三維圖尋找半主動式TMD 之
最佳設計值頻率比與直接取TMD 之頻率等於結構第一振態之頻率進行比
較，其減振效果亦差異不大，可不需進行最佳化設計，即可有不錯的減振
效果。由上述之模擬，可驗證以此控制律作用之半主動式TMD 確實有效並
有其優點。 |
| 關鍵字 |
調諧質塊阻尼器、基底振動、最佳化設計、相位控制原理、半主動控制 |
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