封面文章 | 磁流变阻尼器唯象模型及其半主动控制研究
封面文章 | 磁流变阻尼器唯象模型及其半主动控制研究
摘要:研究了磁流变阻尼器(MagnetorheologicalDamper,MRD)的动态特性及其在结构振动控制中的应用,提出了一种简化的唯象模型来描述其非线性迟滞行为。相较于传统的 Bouc-Wen 模型,本模型的显著优势在于参数精简且不依赖微分方程求解,显著提升了计算效率。通过设计180种不同试验工况,并采用粒子群优化算法对模型参数进行辨识,分析了电流与模型参数之间的关系,建立了基于电流的阻尼力模型。试验结果表明:所提出的模型在大多数工况下的预测结果与试验数据高度一致,最大均方根误差不超过 6.38% 。此外,通过神经网络构建了磁流变阻尼器的动力学反向模型,进一步提升了控制系统的响应速度,并有效减小了磁流变阻尼器的非线性滞后对控制效果的影响。数值仿真结果显示:基于反向模型的线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)控制系统相较于传统控制系统具有更优的振动控制效果,能够有效降低结构的峰值位移和加速度,且能在不同工况条件下表现出较强的鲁棒性与适应性,为结构振动控制领域提供了新的技术路径和解决方案。