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建筑结构振动的一种常分数阶控制策略

河海大学学报（自然科学版） 2014年第2期42卷 150-154页

作者：秦飞马周星德张安乐李勇直王露健张翔河海大学土木与交通学院江苏南京210098

为了在实际控制中取得更优的效果,结构阻尼采用分数阶表示,以建筑结构为研究对象,设系统的阻尼为位移向量的α阶导数,提出一种变异阶次控制器的设计方法。具体过程为:首先,假设原运动方程中的阻尼项为系统位移向量的β阶导数,并对该运... 详细信息

为了在实际控制中取得更优的效果,结构阻尼采用分数阶表示,以建筑结构为研究对象,设系统的阻尼为位移向量的α阶导数,提出一种变异阶次控制器的设计方法。具体过程为:首先,假设原运动方程中的阻尼项为系统位移向量的β阶导数,并对该运动方程进行控制器设计;其次,考虑控制对象为含α阶导数的运动方程,为达到控制目的,采取基于输出相同的处理方式;再次,根据第3代基准建筑物定义的性能指标,通过搜索的方式确定最优参数β,分数阶阶次在0和2之间均有阻尼效果,搜索范围为[0,2]。仿真结果表明,存在不同于α的β值可获得更优的控制效果,同时,针对不同的性能指标,最优β的选取亦不同。最后,通过一个仿真实例说明该控制方法的可行性。

关键词：建筑结构常分数阶运动方程主动控制

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基于灵敏度分析的智能框架结构综合设计研究

振动．测试与诊断 2003年第3期23卷 213-216页

作者：周星德汪凤泉韩晓林吴慧新河海大学工程力学系南京210098 东南大学工程力学系南京210096

为减少框架系统在进行振动主动控制时所需控制能量 ,把结构设计与控制器设计相结合进行综合考虑 ,在保证框架结构基本性能和控制效果的前提下 ,重新修改原结构以达到降低控制能量的目的。考虑到系统模型总是存在误差 ,又引入了系统性能... 详细信息

为减少框架系统在进行振动主动控制时所需控制能量 ,把结构设计与控制器设计相结合进行综合考虑 ,在保证框架结构基本性能和控制效果的前提下 ,重新修改原结构以达到降低控制能量的目的。考虑到系统模型总是存在误差 ,又引入了系统性能指标对经过综合设计所得到的次优解进行灵敏度分析 ,进而确定结构的最优设计参数。最后给出了计算实例 ,算例表明这一方法是有效的。

关键词：框架结构灵敏度主动控制遗传算法综合设计

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小波变换在人-板系统动测方法中的应用

应用科学学报 2006年第1期24卷 108-110页

作者：王俊汪凤泉李枝军周星德东南大学土木工程学院江苏南京210096 河海大学土木工程学院江苏南京210098

首先利用离散小波分解信号,对时频小波变换相关算法进行改进,只对能量集中的低频逼近信号进行相关估计,避免了高频干扰,从而推算出运动员的离板时刻及起跳加速度和速度.然后对跳水板建立冲击响应谱,提出了运动员获得最大起跳效果的蹬伸... 详细信息

首先利用离散小波分解信号,对时频小波变换相关算法进行改进,只对能量集中的低频逼近信号进行相关估计,避免了高频干扰,从而推算出运动员的离板时刻及起跳加速度和速度.然后对跳水板建立冲击响应谱,提出了运动员获得最大起跳效果的蹬伸条件.实验分析结果表明,此方法能有效评估运动员的起跳状态,为跳水训练提供了依据,具有较强的可行性和实用性.

关键词：小波相关跳板跳水起跳冲击响应谱

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基于位移的重力坝时变可靠性研究

水电能源科学 2018年第10期36卷 98-100页

作者：姜晓静周星德杨玲李倩河海大学土木与交通学院江苏南京210098

以混凝土重力坝为例,在考虑混凝土老化及腐蚀的前提下,以位移减去许用位移作为功能函数,基于位移分布及变异系数保持不变这一假设,提出了一种基于位移的时变可靠性计算方法,即根据抗滑稳定功能函数、下游坝趾抗压功能函数、上游坝踵抗... 详细信息

以混凝土重力坝为例,在考虑混凝土老化及腐蚀的前提下,以位移减去许用位移作为功能函数,基于位移分布及变异系数保持不变这一假设,提出了一种基于位移的时变可靠性计算方法,即根据抗滑稳定功能函数、下游坝趾抗压功能函数、上游坝踵抗拉功能函数及位移测量结果来确定许用位移的均值和方差,通过已有混凝土老化及腐蚀的研究成果,拟合出混凝土弹性模量、腐蚀厚度随时间变化的表达式,进而以30年为基准,运用ANSYS软件对未来70年重力坝的可靠指标进行仿真,并根据仿真结果预测了达到服务期后的可继续使用年限,进而证明了方法的合理性和有效性。

关键词：重力坝位移可靠指标混凝土老化腐蚀

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含磁流变阻尼器的框架结构控制研究

河海大学学报（自然科学版） 2007年第1期35卷 35-38页

作者：周星德郜中文潘瑞鸿杜成斌河海大学土木工程学院江苏南京210098 南京下关城市建设开发集团有限公司江苏南京210002

以框架结构为对象进行振动控制研究.为保证地震作用下系统半主动控制的顺利实现,选择了基于系统可控性/可观性的内平衡理论的模型降阶方法.在考虑结构参数、几何尺寸不确定性,磁流变阻尼器非线性特征以及实际控制离散性和地震作用随机... 详细信息

以框架结构为对象进行振动控制研究.为保证地震作用下系统半主动控制的顺利实现,选择了基于系统可控性/可观性的内平衡理论的模型降阶方法.在考虑结构参数、几何尺寸不确定性,磁流变阻尼器非线性特征以及实际控制离散性和地震作用随机性因素的基础上,研究了基于离散状态方程和以控制力为阶跃函数的广义预测控制策略,提出了一种可用于框架结构振动控制的半主动控制技术,并通过算例验证了该技术的有效性.

关键词：框架磁流变阻尼器半主动控制广义预测控制

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高速列车引起的地基振动半解析解

计算力学学报 2015年第1期32卷 59-63页

作者：周星德林荣庚李勇直王现凯吴利平河海大学土木与交通学院南京210098

随着列车速度的提高,地基振动的反应越来越大。根据有限元理论、轨道动力学及地基土振动Green函数,建立了轨道-无限地基土相互作用理论分析模型。为了组装系统的动力方程,通过引入静态自由度凝聚模式来消除梁存在转动自由度。借助文献[... 详细信息

随着列车速度的提高,地基振动的反应越来越大。根据有限元理论、轨道动力学及地基土振动Green函数,建立了轨道-无限地基土相互作用理论分析模型。为了组装系统的动力方程,通过引入静态自由度凝聚模式来消除梁存在转动自由度。借助文献[12]的柔度矩阵定义并通过Hankel变换获得了系统的刚度矩阵,进而采用Newmark法求出了系统动力反应。最后,以瑞典X2000高速旅客列车为对象进行仿真,通过与试验结果的比较来说明本文方法的可行性。

关键词：成层地基 Green’s函数波数域高速列车

路基工后沉降的分段调节变维分形预测方法研究

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施工技术 2014年第5期43卷 88-91页

作者：李勇直周星德秦飞马王露健张翔河海大学土木与交通学院江苏南京210098

针对实际测量的沉降数据具有非等时距和变异性较大的特点,为了获取较为精确的路基沉降预测结果,提出一种分段调节变维分形预测法。首先,将实测数据分段,计算测点累计沉降的各阶分维数,通过光滑度确定分维阶数;其次,通过计算预测值及误差... 详细信息

针对实际测量的沉降数据具有非等时距和变异性较大的特点,为了获取较为精确的路基沉降预测结果,提出一种分段调节变维分形预测法。首先,将实测数据分段,计算测点累计沉降的各阶分维数,通过光滑度确定分维阶数;其次,通过计算预测值及误差,确定分段值,作为分界点,建立分段变维分形模型;再次,由各段分界点及性能指标确定调节系数,用包含调节系数的有效数据点来表示预测沉降;最后,给出了一个工程实例。

关键词：公路工程工后沉降调节系数沉降预测

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考虑混凝土老化的重力坝可靠度分析

水电能源科学 2016年第10期34卷 44-46,86页

作者：杨博周子言周星德李亚丽河海大学土木与交通学院江苏南京210098 河海大学文天学院安徽马鞍山243031

为分析混凝土老化导致重力坝可靠度下降问题,考虑大坝及坝基为弹性边界条件,采用模态变换解耦运动方程,再借助于Outaloup滤波器近似,通过传递函数形式将分数阶模式表示为整数阶模式,进而将传递函数转换为含分数阶的振动状态方程;引入虚... 详细信息

为分析混凝土老化导致重力坝可靠度下降问题,考虑大坝及坝基为弹性边界条件,采用模态变换解耦运动方程,再借助于Outaloup滤波器近似,通过传递函数形式将分数阶模式表示为整数阶模式,进而将传递函数转换为含分数阶的振动状态方程;引入虚拟激励法推导出位移响应下的目标方差,采用阻尼抽取法推导出大坝混凝土老化的可靠度及可靠性变化率。实例分析表明,在位移响应目标位移保持不变时,方差越大,可靠度越低;而当位移响应目标方差保持不变时,目标位移越大,可靠度越高。

关键词：重力坝混凝土老化可靠度

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含饱和作动器的主动TMD振动控制研究

动力学与控制学报 2006年第1期4卷 69-72页

作者：周星德刘志军河海大学工程力学系南京210098 南京航空航天大学振动工程研究所南京210016

以含主动调谐质量阻尼器(TMD)的建筑结构为研究对象,研究作用于TMD上的作动器输出力小于设计控制力时的控制方法.为了确定系统控制率,在满足线性矩阵不等式约束的前提下,通过优化控制目标函数来达到.同时,为了保证控制效果,采用了峰-能... 详细信息

以含主动调谐质量阻尼器(TMD)的建筑结构为研究对象,研究作用于TMD上的作动器输出力小于设计控制力时的控制方法.为了确定系统控制率,在满足线性矩阵不等式约束的前提下,通过优化控制目标函数来达到.同时,为了保证控制效果,采用了峰-能量控制器.最后,以一座六层建筑物为例来说明本文方法的可行性.

关键词：饱和作动器 LMIs 峰-能量控制器建筑结构