李振东

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）

引言

在土木工程领域，控制技术广泛用于减轻动力作用危害以及提高结构在地震等外部作用下的抗震性能。半主动控制由于既具有被动控制的可靠性又保留了主动控制的多功能性和适应性而备受国内外学者关注［1］。磁流变（magnetorheological，MR）阻尼器是一种重要的半主动控制装置，其为一种基于磁流变液的可控阻尼器。磁流变液［2］是一种两相悬浮的智能驱动材料，在磁场作用下能在0.01 s 的瞬间由牛顿流体变成粘塑性体或反之，MR阻尼器通过调节磁化电流来控制此粘塑性体的屈服剪切应力，并且对电源具有非常低的功率要求，这对于在地震期间可能造成大功率设备主供电源被切断显得尤为重要。近年来，基于MR阻尼器的半主动控制越来越多的受到人们的关注［3，4］。

迄今为止，国内外学者开发了许多有效的半主动控制方法，通常将它们分为2 类：基于模型的控制和基于软计算的智能控制。基于模型的控制，如线性最优控制［5－7］、瞬时最优控制［5－6］、线性二次型（LQR）最优控制［1，8］、线性二次型高斯（LQG）最优控制［1，6］、滑模控制［9］等。欧进萍等［8］提出了基于MR 阻尼器的海洋平台LQR 最优控制系统，可以有效降低平台结构位移和甲板加速度响应。Dyke 等［1］提出了剪切最优控制器（COC）用于将理想的控制力转化为MR 阻尼器的控制电压，采用COC 和H2/LQG 控制方法对设有MR 阻尼器的3层框架进行仿真研究，结果表明半主动控制能有效降低结构动力响应。Lee等［9］研究对比了滑模控制与2种被动控制的减隔震效果，研究表明滑模控制在减低桥梁位移响应方面优于2种被动控制。……