图书介绍

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结构振动控制
  • (日)背户一登著 著
  • 出版社: 北京:机械工业出版社
  • ISBN:9787111325147
  • 出版时间:2011
  • 标注页数:194页
  • 文件大小:48MB
  • 文件页数:208页
  • 主题词:建筑结构-结构振动-振动控制

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图书目录

第1章 序章1

1.1 概述1

1.2 关于振动控制1

1.3 什么是结构振动控制2

1.4 建筑结构的控制状况4

1.4.1 从被动控制到主动控制4

1.4.2 建筑结构控制方式的分类及特征5

1.4.3 建筑物主动控制的实施状况7

1.5 土木结构的控制状况10

1.6 机械结构的控制状况14

1.7 宇航结构的控制状况14

1.8 振动控制的课题15

1.8.1 低元化模型和溢出问题15

1.8.2 考虑到防止溢出的集中质量体系模型的作成方法16

1.8.3 鲁棒控制17

参考文献18

第2章 减振方法和减振装置20

2.1 概述20

2.2 振动控制方法的分类20

2.2.1 利用固定面的减振装置21

2.2.2 利用辅助质量的减振装置22

2.2.3 利用结构相互作用的减振方法22

2.3 减振装置的构成元件和构成法23

2.3.1 减振装置质量(重物)的支撑方式23

2.3.2 阻尼元件24

2.3.3 弹簧元件25

2.3.4 动能元件(作动器)26

2.4 定点理论28

2.5 1.5自由度体系29

2.6 动力吸振器32

2.6.1 幅度系数32

2.6.2 最佳设计公式34

2.6.3 动力吸振器的减振效果和问题点36

2.7 复合动力吸振器的最佳设计36

2.7.1 位移幅度系数36

2.7.2 最佳调整条件37

2.7.3 复合动力吸振器的减振性能38

2.8 连接阻尼器39

2.8.1 振动模型39

2.8.2 理论分析40

2.8.3 最佳调整条件42

2.9 小结43

参考文献44

第3章 多自由度体系的模态分析和减振45

3.1 概述45

3.2 单自由度体系的响应要点45

3.2.1 阻尼自由振动的响应45

3.2.2 受迫振动的响应47

3.2.3 等效阻尼和减振设计48

3.3 多自由度体系的运动方程式49

3.4 特征值分析50

3.4.1 特征值和特征向量50

3.4.2 特征向量的正交性50

3.5 模态坐标51

3.6 受迫振动的响应52

3.7 等效质量的辨识54

3.7.1 等效质量的概念54

3.7.2 特征向量法54

3.7.3 质量感应法56

3.8 非耦联模型的编成方法57

3.9 多自由度体系的模态减振理论58

3.10 利用动力吸振器多自由度体系的振动控制方法61

3.10.1 动力吸振器的设置场所61

3.10.2 各模态动力吸振器的最佳设计62

3.11 建筑结构的减振设计63

3.11.1 4层住宅楼的减振设计63

3.11.2 10层高楼的减振控制66

3.12 符合分布质量体系结构的减振70

3.12.1 一端固定的横梁结构70

3.12.2 桥梁的多模态减振71

3.13 小结73

参考文献73

第4章 结构的控制理论75

4.1 概述75

4.2 古典控制理论75

4.2.1 设计要点76

4.2.2 古典控制中的补偿77

4.2.3 串联补偿77

4.2.4 陷波滤波器79

4.2.5 反馈补偿80

4.3 现代控制理论81

4.3.1 多自由度体系的运动方程式和状态方程式81

4.3.2 传递函数和状态方程式82

4.3.3 可控制性和可观测性83

4.3.4 状态反馈和稳定性85

4.3.5 极点配置理论85

4.3.6 最佳控制理论(LQ控制理论)87

4.3.7 准最佳控制88

4.3.8 含滤波器的LQ控制(简易鲁棒控制)89

4.3.9 LQI控制90

4.4 H∞控制理论91

4.4.1 H范数和设计规范92

4.4.2 鲁棒稳定问题93

4.4.3 降低灵敏度的问题95

4.4.4 混合灵敏度问题96

4.4.5 H∞控制问题的解答97

4.5 小结99

参考文献100

第5章 结构的低元化模型的建立方法101

5.1 概述101

5.2 低元化模型的建立方法102

5.2.1 分布质量体系结构的运动方程式102

5.2.2 各种模型的建立方法102

5.3 结构低元化物理模型的建立方法104

5.3.1 结构中振动模态形式与可控制性、可观测性的对应104

5.3.2 能够防止溢出的集中质量体系模型的建立方法105

5.3.3 低元化运动方程式的导出106

5.4 塔状结构的建模108

5.4.1 2质点模型108

5.4.2 塔状结构的形状109

5.4.3 2自由度体系物理模型110

5.4.4 计算结果的比较112

5.5 平板结构扭转弯曲模态的低元化模型113

5.5.1 3质点模型113

5.6 吊桥主塔模型结构的4质点模型115

5.6.1 主塔模型结构的形状和振动特性115

5.6.2 4质点模型的建立方法116

5.7 弹性支撑的平板结构的建模119

5.7.1 构造尺寸和振动特性119

5.7.2 5质点模型120

5.7.3 5质点模型的验证121

5.8 小结122

参考文献122

第6章 主动型动力吸振器124

6.1 概述124

6.2 利用一阶模态主动型动力吸振器对一般结构的减振124

6.2.1 设置场所和单自由度模型124

6.2.2 主动型动力吸振器的构造125

6.2.3 状态方程式的描述方法和控制系统的设计126

6.2.4 加权系数对减振效果的影响129

6.2.5 作动器的动力特性的影响131

6.2.6 因次体系的响应132

6.2.7 根据极点配置理论的主动型动力吸振器的设计133

6.3 塔状结构的振动控制136

6.3.1 塔状结构及其低元化模型136

6.3.2 主动型动力吸振器的构造136

6.3.3 控制系统的设计137

6.3.4 模拟138

6.3.5 控制系统的构成140

6.4 平板结构的弯曲和扭曲模态的振动控制140

6.4.1 控制对象和状态方程式140

6.4.2 利用LQ控制理论的振动控制142

6.4.3 利用H∞控制的控制系统设计145

6.5 小结149

参考文献149

第7章 土木结构的控制150

7.1 概述150

7.2 大桥主塔结构的风致振动和振动控制150

7.3 主塔结构的建模151

7.3.1 2质点模型和4质点模型152

7.3.2 6质点模型153

7.4 主塔模型结构的四阶以内的模态控制154

7.4.1 利用含滤波的LQ控制法对主塔结构的振动控制154

7.4.2 模拟156

7.4.3 振动控制试验157

7.5 组合了起重吊车塔的主塔模型结构的振动控制159

7.5.1 吊车塔和主塔的耦联振动问题159

7.5.2 振动模态和5质点模型159

7.5.3 主塔模型结构的状态方程式160

7.5.4 含滤波的准最佳控制162

7.5.5 H∞鲁棒控制166

7.6 小结169

参考文献169

第8章 建筑结构的控制171

8.1 概述171

8.2 高层结构的建模171

8.2.1 正方形平面高层结构171

8.2.2 长方形平面高层结构172

8.2.3 多塔结构的互连173

8.3 20层楼结构的基准问题174

8.3.1 什么是基准问题174

8.3.2 基准高层建筑物的构造以及振动特性174

8.3.3 20层楼的低元化模型176

8.3.4 状态方程式的表示和控制系统的设计177

8.3.5 模拟结果179

8.4 高层建筑的连接控制181

8.4.1 关于高层建筑的连接控制方法181

8.4.2 以4栋高层建筑为控制对象的振动特性182

8.4.3 低元化物理模型的建立183

8.4.4 状态方程式184

8.4.5 控制试验185

8.5 Triton塔的风致振动187

8.5.1 Triton塔的风致振动问题187

8.5.2 Triton塔的建模187

8.5.3 控制系统的设计188

8.5.4 模拟190

8.5.5 高层建筑连接控制法的实现191

8.6 具有居住舒适性、便利性、安全性的未来都市193

参考文献193

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