1、水工弧形鋼閘門由于結構輕巧，操作方便，得到了廣泛的應用。但同時也因為剛度、阻尼小，容易振動?；⌒武撻l門在側止水漏水或失效和下游淹沒出流的小開度組合情況下，將發(fā)生強烈的自激振動。對這種自激振動采用水力學條件優(yōu)化和結構優(yōu)化并不能較好地抑制閘門的強烈振動，而且這種優(yōu)化只能在閘門建造前應用。智能材料的發(fā)展和振動控制技術的運用，為解決閘門的強烈自激振動問題提供了可能和新的途徑，特別是對已建閘門，意義更大。本文主要致力于尋求一種能進一步解決閘門自激

2、振動問題的有效控制裝置和控制策略。本文以某水利樞紐的導流底孔弧形鋼閘門為研究背景，根據(jù)簡化三維模型和模擬的時程荷載，對MR智能阻尼器用于弧形閘門結構的流激振動反應減振控制進行了多種智能半主動控制研究。 本文首先基于三維空間有限元模型的動力分析建立了弧形閘門結構動力等效的三維多自由度集中質量簡化模型，并利用簡化模型進行了結構的動力特性和振動反應分析。兩種模型的動力特性和振動反應比較表明，弧形閘門的減振控制中可以采用本文建立的三維多

3、自由度簡化模型。 然后，根據(jù)弧形閘門水彈性模型實驗結果和相關實測結果用遺傳算法模擬了產(chǎn)生破壞性振動的激振平穩(wěn)脈動荷載和非平穩(wěn)脈動荷載時程曲線，并提出了非平穩(wěn)荷載時程的時變AR建模方法。該法假定時變參數(shù)按馬爾可夫方式變化，采用最大似然估計、過濾和平滑的方法獲得AR模型的時變參數(shù)。 模糊邏輯控制是一種特別適用于無法得到準確數(shù)學模型、多輸入、具有不確定因素、非線形系統(tǒng)的控制方法?；诙喾N群遺傳算法的模糊系統(tǒng)的優(yōu)化設計，把模糊控

4、制和遺傳算法結合起來，用遺傳算法優(yōu)化模糊控制的隸屬度函數(shù)和控制規(guī)則，充分發(fā)揮了遺傳算法強大的尋優(yōu)能力，構成一種控制優(yōu)化的設計思想，改善了模糊控制的效果。把遺傳優(yōu)化模糊控制和半主動控制結合起來，構成了本文的優(yōu)化模糊半主動控制策略。 根據(jù)水工弧形閘門的結構特點，建立了水工弧形閘門結構MR阻尼器智能減振系統(tǒng)模型，對智能控制系統(tǒng)模型采用LQ半主動控制策略和遺傳優(yōu)化模糊半主動控策略進行了仿真研究。研究結果表明，采用這兩種半主動控策略的智能

5、阻尼器均能有效地減小弧形閘門結構的振動反應，并且減振效果對平穩(wěn)荷載和非平穩(wěn)荷載均有較好的效果。阻尼器參數(shù)分析表明，半主動控制策略的參數(shù)對減振效果有明顯的影響，合理的參數(shù)選擇是智能阻尼器取得良好減振效果所必需的。上述兩種控制策略還分別與被動—關、被動—開控制和常規(guī)模糊控制進行了比較。結果表明，優(yōu)化模糊控制比常規(guī)模糊控制、被動—關控制、被動—開控制效果要好得多，與LQ半主動控制的控制效果相當，而且優(yōu)化模糊控制對具有不確定參數(shù)水工弧形閘門結構