输电塔-线体系风致响应的鲁棒半主动控制

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2016.02.027

东北大学学报:自然科学版 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (2): 279-284.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2016.02.027

输电塔-线体系风致响应的鲁棒半主动控制

马涌泉，邱洪兴

(东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京210096)

收稿日期:2014-06-04 修回日期:2014-06-04 出版日期:2016-02-15 发布日期:2016-02-18
通讯作者: 马涌泉
作者简介:马涌泉(1984-)，男，山东安丘人，东南大学博士研究生; 邱洪兴(1962-)，男，江苏无锡人，东南大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51078077); “十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAJ14B00).

Wind-induced Response Suppression of Transmission Tower-Line System Using a Robust and Semi-active Controller

MA Yong-quan， QIU Hong-xing

Key Laboratory of Concrete and Prestressed Concrete Structures of Ministry of Education， Southeast University， Nanjing 210096， China.

Received:2014-06-04 Revised:2014-06-04 Online:2016-02-15 Published:2016-02-18
Contact: MA Yong-quan
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摘要/Abstract

摘要： 为了抑制输电塔-线体系的风致动力响应，基于多目标优化理论设计了鲁棒H_○2/H_○∞控制器.在体系平面内、外振动状态方程的摄动矩阵中引入不确定性，运用MATLAB中的线性矩阵不等式工具箱并结合改进的限幅最优(MCO)控制器提出了H_○2/H_○∞_MCO半主动控制策略.以某特高压猫头型输电塔-线体系为算例，分别计算了其在无控制、被动控制、恒定增量(CI)半主动控制及H_○2/H_○∞_MCO半主动控制下的风致响应.结果表明:H_○2/H_○∞_MCO策略对塔体位移、塔体加速度和塔底内力的抑制效果比无控制、被动控制及CI控制的抑制效果都要显著.

关键词: 输电塔, 阻尼器, 动力响应, 振动控制, 鲁棒性

Abstract: The robust H₂/H_∞controller designed by multi-objective optimization theory was applied to suppress the wind-induced dynamic response (WIDR) of the transmission tower-line system (TTLS). The uncertain parameters (mass， damping and stiffness) were introduced into perturbed matrixes in vibration (both in-plane and out-plane of the TTLS) state equations， and the H₂/H_○∞_MCO semi-active control strategy was proposed by the linear matrix inequalities (LMI) tool box in the MATLAB and modified clipped-optimal (MCO) control algorithm. An cat’s head-type TTLS with ultra high voltage was used as an example， and the WIDRs of the example under non-control (NC)， passive control (PC)， constant increment (CI) semi-active control and H₂/H_○∞_MCO semi-active control were computed， respectively. The consequences indicate that the vibration suppression effects of the H₂/H_○∞_MCO on tower displacements， tower accelerations and tower bottom internal forces (shear forces and bending moments) are obviously superior to those of NC， PC and CI.

Key words: transmission tower, damper, dynamic response, vibration control, robustness

中图分类号:

O328
TM726.1

马涌泉，邱洪兴. 输电塔-线体系风致响应的鲁棒半主动控制[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(2): 279-284.

MA Yong-quan， QIU Hong-xing. Wind-induced Response Suppression of Transmission Tower-Line System Using a Robust and Semi-active Controller[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2016, 37(2): 279-284.

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Wind-induced Response Suppression of Transmission Tower-Line System Using a Robust and Semi-active Controller

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