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基于刚度连接双层调谐质量阻尼器的性能

振动与冲击 2016年第15期35卷 173-177,203页

作者：曹黎媛李春祥上海大学土木工程系上海200072

提出了基于刚度连接的双层调谐质量阻尼器(SDTMD)装置。SDTMD是在双层调谐质量阻尼器(DTMD)的基础上,在主体结构与小质量块之间设置一个附加弹簧而构成。经定义SDTMD最优参数的评价准则,在频域内研究了质量比对SDTMD控制结构位移响应时... 详细信息

提出了基于刚度连接的双层调谐质量阻尼器(SDTMD)装置。SDTMD是在双层调谐质量阻尼器(DTMD)的基础上,在主体结构与小质量块之间设置一个附加弹簧而构成。经定义SDTMD最优参数的评价准则,在频域内研究了质量比对SDTMD控制结构位移响应时最优参数和有效性以及冲程的影响;并与TMD、DTMD和基于阻尼连接双层调谐质量阻尼器(DDTMD)装置进行了比较。数值结果表明,SDTMD的控制有效性明显高于TMD、DTMD和DDTMD。

关键词：结构振动控制基于刚度连接双层调谐质量阻尼器优化性能地震

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基于可控冲程主被动调谐质量阻尼器的性能

振动与冲击 2016年第23期35卷 180-184页

作者：曹黎媛李春祥上海大学土木工程系上海200072

提出了基于可控冲程的主被动调谐质量阻尼器(简称为CS-APTMD)。CS-APTMD是在主被动调谐质量阻尼器(APTMD)的基础上,在主体结构与小质量块之间设置一个附加粘滞阻尼装置而构成;经定义CS-APTMD的最优参数评价准则,在频域内,数值研究了在... 详细信息

提出了基于可控冲程的主被动调谐质量阻尼器(简称为CS-APTMD)。CS-APTMD是在主被动调谐质量阻尼器(APTMD)的基础上,在主体结构与小质量块之间设置一个附加粘滞阻尼装置而构成;经定义CS-APTMD的最优参数评价准则,在频域内,数值研究了在控制结构位移响应时质量比对CS-APTMD最优参数和有效性以及冲程的影响;并与APTMD的结果进行了比较。数值分析表明,CS-APTMD的控制性能显著地优于APTMD。

关键词：结构振动控制可控冲程主被动调谐质量阻尼器优化性能

基于拓扑布置的超高层建筑TTMDI风致振动控制

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振动与冲击 2022年第9期41卷 244-252,275页

作者：路畅李春祥曹黎媛上海大学力学与工程科学学院上海200444

为解决超高层建筑在强风作用下遭受涡旋脱落的影响可能会出现大幅振动问题,提出将高性能串并联调谐质量阻尼器惯容器(tuned tandem mass dampers-inerters,TTMDI)系统用于超高层建筑横向风致振动控制。在频域内,推导出超高层建筑-TTMDI... 详细信息

为解决超高层建筑在强风作用下遭受涡旋脱落的影响可能会出现大幅振动问题,提出将高性能串并联调谐质量阻尼器惯容器(tuned tandem mass dampers-inerters,TTMDI)系统用于超高层建筑横向风致振动控制。在频域内,推导出超高层建筑-TTMDI系统的峰值响应公式,进而定义优化准则,并采用模式搜索法进行控制装置参数寻优。以某超高层建筑为例,考虑TTMDI系统的不同拓扑形式和总惯容质量比,分别从其控制有效性、刚度和阻尼系数、冲程、惯性力和鲁棒性方面,对TTMDI性能进行评估,并与调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD),串并联调谐质量阻尼器(tuned tandem mass dampers,TTMD)和调谐质量阻尼惯容器(tuned mass damper-inerter,TMDI)进行比较。数值结果表明:TTMDI具有更好的风致振动控制有效性和鲁棒性;此外,当拓扑或总惯容质量比增大到一定程度时,TTMDI只需要一个连接阻尼;而且,TTMDI系统对总阻尼的需求不到TMDI系统的一半,更易于实现。

关键词：串并联调谐质量阻尼器惯容器涡旋脱落超高层建筑横风向响应模式搜索法

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混合基础隔震体系优化设计及性能

振动工程学报 2024年第1期37卷 137-147页

作者：李春祥龙秋雨曹黎媛上海大学力学与工程科学学院土木工程系上海200444

为解决基础隔震结构中隔震层位移需求过大的问题,提出了一种基础隔震结构(Base Isolated Structure,BIS)+串并联调谐质量阻尼器惯容器(Tuned Tandem Mass Damper-Inerter, TTMDI)的混合隔震体系。采用Bouc-Wen滞回模型模拟隔震层的非线... 详细信息

为解决基础隔震结构中隔震层位移需求过大的问题,提出了一种基础隔震结构(Base Isolated Structure,BIS)+串并联调谐质量阻尼器惯容器(Tuned Tandem Mass Damper-Inerter, TTMDI)的混合隔震体系。采用Bouc-Wen滞回模型模拟隔震层的非线性力-变形行为,基于随机等效线性化和模式搜索优化算法并考虑地震动模型,在频域内建立了BIS+TTMDI体系的优化设计框架。分别从鲁棒性、有效性、刚度和阻尼系数、冲程及对地震频率敏感性方面对BIS+TTMDI体系的性能进行评估,并与BIS+调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper, TMD)、串并联调谐质量阻尼器(TunedTandemMassDamper,TTMD)和调谐质量阻尼器惯容器(TunedMass Damper-Inerter, TMDI)进行比较。通过对近场地震动下某七层混合基础隔震结构(包括BIS+TTMDI和BIS+TMDI体系)的动力弹塑性分析,评价了其减/隔震性能。结果表明:BIS+TTMDI体系具有最好的减/隔震性能和强鲁棒性;而且在BIS+TTMDI体系中TTMDI的总阻尼需求不到BIS+TMDI体系中TMDI的一半,因而更为经济实用。

关键词：混合基础隔震结构振动控制优化设计等效线性化动力弹塑性分析

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主动调谐质量阻尼器最优反馈系数的再探究

振动与冲击 2016年第3期35卷 145-151页

作者：李春祥曹黎媛曹宝雅上海大学土木工程系上海200072

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... 详细信息

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

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结构-NFVD-TTMDI的控制性能

振动工程学报 2022年第1期35卷 55-63页

作者：赵祥昇李春祥曹黎媛上海大学力学与工程科学学院土木工程系上海200444

为了更好地发挥串并联调谐质量阻尼器惯容器(Tuned Tandem Mass Dampers-Inerters,TTMDI)的优势,进一步提高其有效性和鲁棒性,使其能够广泛地应用于实际工程中,提出了连接阻尼器为非线性液体黏滞阻尼器的串并联调谐质量阻尼器惯容器(Non... 详细信息

为了更好地发挥串并联调谐质量阻尼器惯容器(Tuned Tandem Mass Dampers-Inerters,TTMDI)的优势,进一步提高其有效性和鲁棒性,使其能够广泛地应用于实际工程中,提出了连接阻尼器为非线性液体黏滞阻尼器的串并联调谐质量阻尼器惯容器(Nonlinear Fluid Viscous Damper-Tuned Tandem Mass Dampers Inerters,NFVD-TTMDI)。在频域内推导出结构-NFVD-TTMDI系统的动力放大系数半解析解,进而定义了NFVD-TTMDI系统的最优化准则。采用迭代法进行等效线性化并使用FMINCON算法进行寻优,研究了不同阻尼指数υ对NFVD-TTMDI系统最优参数、减振有效性以及鲁棒性和质量块冲程的影响,并在时域内进行了验证。数值结果表明,相较于线性TTMDI,NFVD-TTMDI不仅具有相似的较高控制性能,而且当υ<1.0时其鲁棒性显著提高,同时对阻尼系数的需求显著降低,这些优势使得其在实际工程中更加经济有效。

关键词：振动控制调谐质量阻尼器非线性液体黏滞阻尼器惯质等效线性化

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自适应时频插值非平稳实测风速模拟

振动．测试与诊断 2023年第3期43卷 539-546,622页

作者：李春祥罗锞兴韩慧曹黎媛上海大学力学与工程科学学院上海200444

经典的基于理论规范谱的谱表示法(spectral representation method,简称SRM)可有效模拟自然界大部分风速,但在应用于极端恶劣的实测风速模拟时存在较大偏差,且模拟效率低下。针对这一问题,分别以台风“杜鹃”(弱非平稳)和实测下击暴流风... 详细信息

经典的基于理论规范谱的谱表示法(spectral representation method,简称SRM)可有效模拟自然界大部分风速,但在应用于极端恶劣的实测风速模拟时存在较大偏差,且模拟效率低下。针对这一问题,分别以台风“杜鹃”(弱非平稳)和实测下击暴流风速(强非平稳)为研究背景,首先,以实测风速谱为目标,对理论规范谱进行修正,建立基于修正谱的模拟方案,使得模拟风速更加贴近真实的实测风速;其次,在基于修正谱的风速模拟平台中,引入时频插值技术,并以“平均分辨率”为量化指标,设计一种自适应插值增强方案,从二维角度,实现时频域插值点非均匀分布的自动化确定,避免时域、频域上的局部精度损失和人工测试插值参数的麻烦。数值表明:基于上述方案的模拟结果较好地保留了非平稳实测风速的时域特性和功率谱特性;自适应时频插值方案的引入,在误差损失减小78%左右的情况下,模拟效率提高了76%左右。

关键词：实测下击暴流谱表示法目标谱修正时-频插值自适应方案非均匀分布

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结构增强混合主动调谐质量阻尼器控制的性能

结构增强混合主动调谐质量阻尼器控制的性能

作者：曹黎媛上海大学

学位级别：硕士

本文提出了一种新型结构振动控制装置—增强混合主动调谐质量阻尼器(Enhanced Hybrid Active Tuned Mass Damper,EHATMD),并对其最优性能进行了研究。论文的主要研究工作如下:(1)在混合主动调谐质量阻尼器(Hybrid Active Tuned Mass Dam... 详细信息

本文提出了一种新型结构振动控制装置—增强混合主动调谐质量阻尼器(Enhanced Hybrid Active Tuned Mass Damper,EHATMD),并对其最优性能进行了研究。论文的主要研究工作如下:(1)在混合主动调谐质量阻尼器(Hybrid Active Tuned Mass Damper,HATMD)的小质量块和结构之间增设阻尼器,提出了增强混合主动调谐质量阻尼器(EHATMD)。(2)建立了结构-EHATMD系统的动力方程,并定义了EHATMD最优参数评价准则。基于定义的评价准则并使用遗传算法,在频域内研究了标准化加速度反馈增益系数和质量比等参数对EHATMD控制结构位移响应时最优参数和有效性的影响;并与HATMD进行了比较。(3)为了进一步研究EHATMD对结构频率变化的敏感性,考虑了四种结构频率变化,研究了结构位移动力放大系数和EHATMD大、小质量块动力放大系数的变化,以评价EHATMD的鲁棒性;并与HATMD和ATMD的鲁棒性进行了比较。综合(1)和(2)的研究,发现EHATMD比HATMD具有明显小的冲程,而且具有更好的有效性和鲁棒性。因此,EHATMD为结构振动控制工程实践提供了重要的参考。

关键词：结构振动控制增强混合主动调谐质量阻尼器遗传算法最优性能鲁棒性

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基于深度学习和广义S变换协同的风速预测

太阳能学报 2024年第7期45卷 664-671页

作者：朱哲萱马汝为曹黎媛李春祥上海大学力学与工程科学学院上海200444

针对实测风速的非平稳性特点,提出一种基于深度学习和时频分析的风速混合预测方法。首先,采用经验模态分解(EMD)将风速分解为若干子层,由此得到趋势分量和脉动分量以降低风速的非线性。根据2个分量的时频特性,采用长短时记忆(LSTM)处理... 详细信息

针对实测风速的非平稳性特点,提出一种基于深度学习和时频分析的风速混合预测方法。首先,采用经验模态分解(EMD)将风速分解为若干子层,由此得到趋势分量和脉动分量以降低风速的非线性。根据2个分量的时频特性,采用长短时记忆(LSTM)处理趋势分量,极限学习机(ELM)处理脉动分量。其次,引入广义S变换(GST)来获得预测过程中的时频特性。同时,采用改进的灰狼算法(IGWO)对GST、LSTM和ELM的参数进行优化。最后,以内蒙古某风场实测风速对所提模型进行验证,结果表明该模型具有较高的精度。

关键词：风电场风速预测长短时记忆极限学习机广义S变换

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