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地震作用下大底盘双塔楼复合被动控制研究

地震作用下大底盘双塔楼复合被动控制研究

作者：胡宇琛宁夏大学

学位级别：硕士

当前建设抗震韧性城市势在必行,以及城市建设用地的合理规划使用和人们对创新型、实用型和功能型建筑体系的需要,大底盘双塔楼结构大量涌现。对于大底盘双塔楼结构,由于塔楼局部体型缩进,竖向刚度突变,容易形成对抗震不利的不规则结构,... 详细信息

当前建设抗震韧性城市势在必行,以及城市建设用地的合理规划使用和人们对创新型、实用型和功能型建筑体系的需要,大底盘双塔楼结构大量涌现。对于大底盘双塔楼结构,由于塔楼局部体型缩进,竖向刚度突变,容易形成对抗震不利的不规则结构,同时由于塔楼运动相互独立,易形成大底盘裙楼的扭转变形。将“隔震”和“相邻塔楼间减震”的复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构,可以利用相邻塔楼间的相互运动耗散能量,不仅具有更好的减震效果,还可以有效改善因采用隔震方案而产生的响应放大现象,因此,大底盘双塔楼复合被动控制具有重要的研究与现实意义。本文综合应用了理论分析,利用MATLAB软件进行数值模拟以及利用ETABS有限元分析验证等手段,对以下几个方面进行了研究:（1）对大底盘双塔楼建立多自由度层剪切模型,相邻塔楼之间利用Kelvin模型进行连接,利用达朗贝尔原理推导体系在地震激励下的运动方程。同时为简化多自由度系统产生的大量方程迭代求解,利用多自由度体系沿高度方向的侧向变形向量,将大底盘双塔楼简化为单自由度体系,并通过对三种不同结构进行振动模态论证和时程响应对比,证明了模型等效的合理性。（2）对等效后的单自由度体系进行随机参数-动力特性灵敏度研究,以结构整体振动总能量最小为优化目标函数,分析被动控制装置性能参数（即被动控制装置的阻尼系数和刚度系数）对结构振动总能量的影响规律,并求得被动控制装置的最优性能参数。结果表明,Kelvin-Viogt模型的加入一定程度上减小了大底盘双塔楼结构的振动总能量均方差;Kelvin-Viogt模型阻尼系数对振动总能量均方差影响较大,相较而言,刚度系数对振动总能量均方差灵敏度特性较差。且使各子结构振动总能量均方差最小的最优值不同,但存在一个最优值使结构总体控制效果最佳,实际工程中,最优参数的选取可根据结构的权重系数决定。（3）利用MATLAB编程软件进行模拟计算,基于分析得到的最小振动能量控制点的最优参数,进一步对相邻塔楼间被动控制装置的布置位置和布置数量进行优化设计。分析发现,当采用一个被动控制装置,且布置在结构顶层时,控制效果最佳,控制效果随布置位置的下降而递减;当布置两个被动控制装置时,最好是布置在结构的顶层和底层,若一个布置在结构顶层,控制效果会随另一个布置位置的升高而递减;且被动控制装置个数不宜过多,过多反而会降低减震效果,工程中可以参考仅将阻尼器布置在大底盘双塔楼结构的顶部,保证减震效果的同时也可兼顾减少造价,据此可以给出最优控制方案中控制单元的分布情况及参数的选择建议。（4）结合对比传统抗震方案和隔震方案,分别从频域和时域角度对结构进行振动控制分析,探讨复合被动控制体系最优控制模型的控制效果及体系各部分的减震率,研究复合被动控制方案的减震效果和表现规律,发现体系峰值位移、峰值加速度、振动能量等均有效减小,分析发现:采用复合被动控制方案不仅不会破坏隔震方案的优势,反而弥补了层间隔震带来的响应放大的缺陷;同时基于大底盘双塔楼单自由度层剪切模型计算得到的被动控制装置优化性能参数同样适用于大底盘双塔楼多自由度层剪切模型。之后利用ETABS有限元软件建立采用隔震方案以及复合被动控制方案3种不同布置方案的四个结构模型,通过模态分析,研究复合被动控制方案对结构自振周期及振型的影响,同时判断结构的运动形式,并利用时程分析研究水平地震动对大底盘双塔楼复合被动控制体系的影响,验证了复合被动控制方案的有效性并再次得到当被动控制装置布置在结构顶部时,对各子结构的控制效果最好的规律;且对于最优控制模型,不同地震波作用下减震效果也不相同,复合被动控制方案相比于层间隔震方案在结构变形较大的情况下减震效果表现得更明显。（5）考虑地震动的随机性,建立单自由度体系状态方程,基于Clough-Penzien谱随机地震动谱模型,将其与大底盘双塔楼隔震结构复合被动控制体系的系统状态方程进行聚合,推导出该体系随机激励下的拓展状态方程,并结合Lyapunov方程求解得到结构随机响应。之后采用一工程算例,从随机振动分析角度,深入探讨塔楼、大底盘裙楼控制前后地震响应的控制效果,以及对大底盘裙楼和塔楼减震率的影响,并对被动控制装置性能参数、布置位置、布置数量进行优化。相对而言,复合被动控制方案对于柔性塔楼约束性较好,可以很好的控制结构响应,控制装置性能参数及布置方案选择合理的情况下,复合被动控制方案对结构的位移响应和绝对加速度响应都有良好的减震效果,再次验证复合被动控制方案的有效性。

关键词：大底盘双塔楼结构复合被动控制 Kelvin-Voigt模型优化参数地震响应

基于统计学的A^(2)/O工艺脱氮效果诊断及响应面法参数优化

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应用化工 2021年第3期50卷 849-854页

作者：包文婷董文明王维红肖飞张维新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052

以新疆乌鲁木齐市某污水处理厂二期提标改造A^(2)/O工艺为研究对象,通过监测数据及现场观察分析了该工艺试运行过程中脱氮效果不稳定、出水TN浓度难以达到GB 18918—2002一级A排放标准的影响因素。结果表明,生化反应池微生物活性不够、... 详细信息

以新疆乌鲁木齐市某污水处理厂二期提标改造A^(2)/O工艺为研究对象,通过监测数据及现场观察分析了该工艺试运行过程中脱氮效果不稳定、出水TN浓度难以达到GB 18918—2002一级A排放标准的影响因素。结果表明,生化反应池微生物活性不够、混合液悬浮固体浓度低、污泥龄短、pH较高、缺氧环境差、回流液中溶解氧浓度高等是主要原因。采用SPSS 25.0进行相关性分析,验证了已找出的影响因子与出水TN有很强的显著性。利用Design Expert 12软件中Box-Behnken模型优化工艺参数,预测了最佳工艺条件下,出水TN浓度范围在1.04~14.98 mg/L,所建立的模型P<0.0001,说明此模型是可靠的。为污水处理厂今后稳定运行提供科学技术支撑。

关键词：脱氮效果影响因素相关性分析响应面分析法优化参数

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仿人智能控制器控制参数的免疫优化方法

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2016年第1期35卷 101-104页

作者：雷正桥重庆工业职业技术学院教务处重庆401120

针对智能控制中因控制参数多难于人工整定,提出了一种基于免疫原理的控制参数优化方法.剖析了控制参数整定的复杂性与存在问题,基于免疫原理讨论了控制参数的整定方法,给出了优化控制算法.以大滞后二阶过程为例,对仿人智能算法中多个控... 详细信息

针对智能控制中因控制参数多难于人工整定,提出了一种基于免疫原理的控制参数优化方法.剖析了控制参数整定的复杂性与存在问题,基于免疫原理讨论了控制参数的整定方法,给出了优化控制算法.以大滞后二阶过程为例,对仿人智能算法中多个控制参数进行了优选,过程仿真响应对比研究验证了基于免疫原理的优化方法可获得更优秀的控制指标,更好地满足了智能控制中高控制品质的要求.仿真实验研究表明:提出的控制参数优化方法是合理与有效的.

关键词：仿人智能控制控制参数参数整定免疫原理优化参数

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企业过程模型参数优化技术研究

计算机应用研究 2008年第11期25卷 3221-3224,3232页

作者：王博张莉北京航空航天大学软件工程研究所北京100083

通过分析企业过程模型参数对过程性能的影响,将其分为对象属性参数和调度策略两类。其中将对象属性参数又分为产品属性参数、资源属性参数和活动属性参数。针对基于仿真的企业过程模型优化方法,确定了优化参数及优化解空间,探讨了各种... 详细信息

通过分析企业过程模型参数对过程性能的影响,将其分为对象属性参数和调度策略两类。其中将对象属性参数又分为产品属性参数、资源属性参数和活动属性参数。针对基于仿真的企业过程模型优化方法,确定了优化参数及优化解空间,探讨了各种优化参数的优化方法以及实际应用时需要注意的问题。最后对各类优化参数进行了比较,分析了对其进行优化的重要性差异,指出了采用复杂系统全局优化算法的必要性。

关键词：过程模型过程仿真优化参数资源配置调度策略

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不锈钢熔丝TIG焊工艺研究

不锈钢熔丝TIG焊工艺研究

作者：杨文飞沈阳理工大学

学位级别：硕士

304不锈钢材料具有良好塑性、韧性、耐腐蚀性、加工性等特点,广泛应用于航空航天、核工业、生物工程以及化学工程等领域。本课题利用熔丝TIG焊对厚度为2mm的304不锈钢薄板进行焊接,先采用堆焊实验探索出合适的焊接参数区间,然后在此基... 详细信息

304不锈钢材料具有良好塑性、韧性、耐腐蚀性、加工性等特点,广泛应用于航空航天、核工业、生物工程以及化学工程等领域。本课题利用熔丝TIG焊对厚度为2mm的304不锈钢薄板进行焊接,先采用堆焊实验探索出合适的焊接参数区间,然后在此基础之上,设计合理的正交实验,筛选出优化的对接焊参数,分析焊接接头的显微组织、力学性能,基于熔丝TIG焊的基本原理建立物理模型,选取合适工艺参数模拟焊接过程,求得焊接仿真结果,分析不同焊接参数下,焊接温度场、应力场、变形的变化规律。结果表明:对接焊优化的参数:焊接电流110A,焊接速度150 mm·min,钨极与工件间距离9mm,气体流量11L·min,其他参数设为定值。304不锈钢熔丝TIG焊接头的组织主要由奥氏体和少量铁素体构成,拉伸强度可达到母材的99%,硬度值220HV左右。分析焊接模拟结果可知,焊接电流、焊接速度对温度场、应力场、变形存在较大的影响。当焊接速度增加,熔池最高温度下降,焊件等效应力、变形量减小;当焊接电流增加,焊缝升温速度加快,熔池最高温度升高,焊件等效应力、变形量增大。焊缝附近存在较大的残余应力,远离焊缝部位应力较小,焊接起始、结束处焊缝应力集中最为明显。焊接变形量在z方向最大,实际焊接中应注意采用合理的工艺减少z方向的焊接变形。在焊件满足基本要求的前提下,应尽量减小焊接电流、增大焊接速度,以减少变形及提高焊接效率。

关键词： 304不锈钢熔丝TIG焊优化参数数值模拟

回声状态网络的优化及其在时间序列预测中的应用

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回声状态网络的优化及其在时间序列预测中的应用

作者：张亚楠长安大学

学位级别：硕士

时间序列广泛存在人们的生活、经济和科研活动中,对其进行精确的预测具有重要的研究意义和实用价值.回声状态网络(Echo State Network,ESN)因结构简单、收敛速度快和计算成本低而被广泛应用时间序列预测中,并取得了不错的表现.但仍有一... 详细信息

时间序列广泛存在人们的生活、经济和科研活动中,对其进行精确的预测具有重要的研究意义和实用价值.回声状态网络(Echo State Network,ESN)因结构简单、收敛速度快和计算成本低而被广泛应用时间序列预测中,并取得了不错的表现.但仍有一些固有缺点限制了ESN的发展.首先,由于回声状态网络中随机生成的连接权值不适用于特定时间序列,使得网络预测性能不好;其次,由于储备池参数常由研究人员的经验来确定,缺乏自适应性,往往导致ESN的预测性能不能达到最佳.因此,优化ESN连接权值和储备池参数仍然是ESN研究的一个巨大挑战.针对这两个问题,本文将从连接权值与储备池参数两个方面优化ESN模型,并将优化后的ESN在时间序列基准和真实时间序列数据集上进行测试与验证.本文的主要工作体现在以下三个方面:(1)ESN随机连接权值的优化问题.本文通过引入非线性变化权重和动态学习因子的方法来进一步提高粒子群算法的全局搜索能力,并将改进粒子群算法对ESN的部分随机连接权值进行自动寻优,进一步将优化后的ESN用于时间序列预测.实验结果表明,相较于原始的ESN和标准粒子群算法优化的ESN,通过改进后的粒子群算法优化的ESN对时间序列的预测精度有进一步提升.(2)ESN的储备池参数的优化问题.由于麻雀搜索算法具有全局搜索能力强、稳定性好、收敛速度快等优点,本文基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化ESN的储备池参数,构建SSA-ESN时间序列预测模型.实验仿真表明,较其他优化方法,通过麻雀搜索算法优化的储备池参数能进一步提高ESN的预测能力,同时说明该预测模型具有较好的实际应用价值.(3)针对基本麻雀搜索算法在后期迭代中种群多样性下降,易陷入局部最优以及收敛速度慢等不足.本文引入精英反向学习策略、自适应权重策略、正弦余弦算法思想、Lévy飞行策略对标准麻雀搜索算法的初始种群生成、发现者和跟随者进行改进.基准测试函数的仿真对比实验表明,改进的麻雀搜索算法(ISSA)收敛速度以及收敛精度均优于其他算法.利用改进的麻雀搜索算法对ESN储备池参数进行优化,构建ISSA-ESN时间序列预测模型.仿真实验结果表明ISSA-ESN预测精度较高且具有较好的稳定性.

关键词：时间序列预测回声状态网络智能算法优化参数

优化840D数控系统参数实现机床的高精度加工

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制造技术与机床 2009年第11期 133-136页

作者：曲改玉周生伟李敏济南二机床集团有限公司数控机床公司山东济南250022

以使用西门子840D数控系统、611D驱动装置的机床为例,通过调试机床参数,改善提高伺服系统动态响应,减小轮廓误差,提高加工精度,达到驱动与机械传动间的最佳匹配。

关键词：优化参数动态性能高精度加工

聚醚醚酮3D打印与铣削复合加工技术与工艺研究

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聚醚醚酮3D打印与铣削复合加工技术与工艺研究

作者：周浩山东理工大学

学位级别：硕士

聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)是一种具有良好力学性能和生物相容性的半结晶聚合物材料,在生物医疗、航空航天和电子工业等领域中应用广泛。3D打印技术具有设计自由度高、成型速度快及产品研发周期短等优势,因而在PEEK材料零件... 详细信息

聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)是一种具有良好力学性能和生物相容性的半结晶聚合物材料,在生物医疗、航空航天和电子工业等领域中应用广泛。3D打印技术具有设计自由度高、成型速度快及产品研发周期短等优势,因而在PEEK材料零件制造领域受到了广泛关注。然而,由于分层堆积制造原理的限制,3D打印零件表面会出现无法避免的阶梯状层纹,这严重影响了制造零件的表面质量。增减材复合加工技术能够在快速成型的同时去除打印产生的阶梯效应,因而在快速定制高质量PEEK零件领域具有显著优势。当前有关PEEK材料增减材复合加工的研究正处于起步阶段,对其关键技术和工艺的探索尚不充分。因此,本课题对PEEK材料的熔融沉积成型(Fused deposition modeling,FDM)打印和干铣削相结合的复合加工相关技术及工艺展开了试验研究。主要研究内容如下:设计了FDM打印模块的喷头结构和温控部分,并将其与铣床相结合,开发了基于PEEK材料的3D打印与铣削复合加工系统。通过改进加工系统硬件,协调各数据处理过程间的配合,解决了复合加工过程中的首层粘结、工件夹持及增减材坐标协同等关键问题。提出了PEEK材料3D打印与铣削复合加工的具体方案,并通过典型复合加工实验验证了其可行性。针对复合加工PEEK零件存在的表面形貌缺陷问题,从打印零件的自身结构特性出发,进行了3D打印PEEK零件的铣削加工试验。研究了铣削方式、打印方向及退火处理等因素对3D打印PEEK零件铣削加工质量的影响。通过分析表面形貌、表面粗糙度值、切屑形貌及毛刺形貌,揭示了零件结构特性对铣削加工状态的影响。结果表明,3D打印PEEK零件的铣削表面质量主要受其内部材料粘结特性影响,Z向层间粘结强度过差是铣削表面产生分层、毛刺等缺陷的主要原因。为定向增强Z向层间粘结强度,分析了复合加工表面缺陷形成时Z向层间的受力状态,并据此设计了力学测试方案。选取剪切强度和储能模量作为Z向层间粘结强度的表征指标,通过正交试验研究了FDM打印参数(喷头温度、层厚和热床温度)对两表征指标的影响,并得到了预测模型和最优工艺参数组合。在此基础上,将两表征指标对应的最优打印参数组合进行了复合加工对比及综合分析。然后研究了三种打印填充图案(网格、直线和波浪线)在复合加工中的适用性。结果表明,与剪切强度相比,储能模量能更准确地预测打印PEEK零件的铣削分层情况。在喷头温度450℃、层厚0.1mm、热床温度260℃与直线填充的工艺参数组合下打印的PEEK零件,其铣削表面无分层、毛刺等缺陷,复合加工质量媲美注塑工艺。本项工作对PEEK及此类高聚物材料的增减材复合加工研究具有一定的参考意义。

关键词：聚醚醚酮熔融沉积成型复合加工层间粘结强度优化参数

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锻锤隔振基础参数优化的新方法

振动与冲击 2004年第3期23卷 95-98页

作者：宋朋金陈龙珠严细水浙江大学建筑设计研究院杭州310027 上海交通大学土木系浙江大学建工学院

针对锻锤砧下直接支承式减振基础 ,建立了锻锤减振系统的二自由度有阻尼振动力学模型 ,然后用傅立叶变换法求出振动传递率的频率关系 ,用直接积分法 (龙格 -库塔法 )求出砧座和基础位移的时域响应 ,并分别对频域函数和时域函数进行参数... 详细信息

针对锻锤砧下直接支承式减振基础 ,建立了锻锤减振系统的二自由度有阻尼振动力学模型 ,然后用傅立叶变换法求出振动传递率的频率关系 ,用直接积分法 (龙格 -库塔法 )求出砧座和基础位移的时域响应 ,并分别对频域函数和时域函数进行参数优化 ,最终建立起频率函数 -时域函数 -优化参数间的相互关系。

关键词：减振系统振动传递隔振直接积分法参数优化优化参数阻尼振动锻锤支承