主动调谐质量阻尼器最优反馈系数的再探究

李春祥, 曹黎媛, 曹宝雅

(上海大学 土木工程系，上海　200072)



主动调谐质量阻尼器最优反馈系数的再探究

李春祥, 曹黎媛, 曹宝雅

(上海大学 土木工程系，上海200072)

摘要：基于频域内遗传优化和时域分析，对主动调谐质量阻尼器(ATMD)的反馈系数进行了深入研究。通过考察最优化设计ATMD的结构层间位移控制有效性、楼层绝对加速度控制有效性及控制系统冲程和峰值控制力，发现在参数合理和控制力相近情况下，负标准化加速度反馈增益系数(NAFGF)ATMD比正标准化加速度反馈增益系数(NAFGF)ATMD具有更好的控制有效性。

关键词：振动控制；地震；主动调谐质量阻尼器；频域和时域分析；负标准化加速度反馈增益系数

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，TMD)不需要外部能源、技术简单、造价低、性能可靠，但减震效果有限。然而，在目前的技术水平下，纯粹的主动控制装置由于需要不断地从外界输入大的能量，控制系统的设置技术复杂、费用昂贵，因而在实际工程中的应用受到了明显限制。面对这些关键问题，主动调谐质量阻尼器(Active Tuned Mass Damper，ATMD)应运而生。ATMD是在结构与TMD之间引入一个主动控制力，显著地提高了TMD的有效性和鲁棒性。ATMD作为主动控制装置，是一种有很好应用前景的控制装置，所需能源远小于纯粹的主动控制装置。实际上，安装于实际多高层建筑中的控制装置大都是这种ATMD系统[1]。上海环球金融中心是我国大陆地区首个使用ATMD的超高层建筑。大厦在第90层安装了两台总重约为150吨的ATMD，安装后使大厦已具有每秒40米以上(超过了12级台风)的抗风能力[2]。……