MR阻尼器-网格结构的滑模变结构控制

雷海涛，李志军，刘园园

(西安工业大学 建筑工程学院，西安 710021)

空间网格结构具有自重轻、透明度高和坚实性好等特点被广泛应用于大型公共建筑中.但是由于整体阻尼小、频率分布集中以及杆件刚性大等原因，当遭受大风、地震等恶劣外部环境时，空间网格结构震动幅度大，往往不能达到常规的抗震性能[1-3].

磁流变阻尼器(简称MR阻尼器)能够依据环境变化而迅速调整结构的瞬时动力参数，是较为先进的可控构件，在响应速度、耗能、调节范围等方面具有明显的优势，此外，它的体积小、构造简单、可提供的阻尼力较大、兼容性良好，尤其在结构减震方面具有明显优势[4-5].文献[6] 以一个10层钢筋混凝土框架结构为例，建立了磁流变阻尼器受控框架结构的空间杆系计算模型，采用LQR算法计算受控结构所需的最优控制力.文献[7-8]将新型压电摩擦阻尼器进行优化后布置于空间网格结构中,利用基于传统LQR主动控制算法的半主动控制策略对该结构在地震动作用下的动力响应进行了分析，结果表明了新型控制装置和控制策略的有效性.但是传统LQR控制算法由于需要结构系统精确的模型参数，所以存在鲁棒性相对较差的问题.滑模变结构控制(Sliding Mode Control，SMC)由于不需要结构系统精确的参数模型，具有算法简单、鲁棒性能好和可靠性高的特点，使得其在复杂系统中存在不确定或者不精确参数的情况下，往往可以取得良好的控制效果.文献[9]率先将变结构控……