[發明專利]基于參數可調節阻尼器系統的智能減振裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201910070880.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109811639B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王浩;祝青鑫;閔劍勇;劉建榮;王文君;茅建校
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張婧

1.一種智能減振裝置，其特征在于：包括采集系統、控制系統和參數可調節阻尼器系統，所述采集系統包括圖片采集儀(17)、壓力采集儀(18)和基于卷積神經網絡的車輛荷載信息識別模塊，其中圖片采集儀(17)設于引橋上方，壓力采集儀(18)設置在引橋橋面上，參數可調節阻尼器系統與橋梁結構固定連接；所述參數可調節阻尼器系統包括箱體(1)和位于箱體(1)內均布的多個阻尼器(2)，該阻尼器(2)包括阻尼器外殼(3)、位于阻尼器外殼(3)內的控制器(4)以及位于阻尼器外殼(3)內的自下而上依次設置的第一電磁鐵(5)、可調質量塊(6)和第二電磁鐵(7)，第一電磁鐵(5)和第二電磁鐵(7)之間設有穿過可調質量塊(6)的導軌(8)，且可調質量塊(6)可沿導軌(8)上下滑動；所述控制器(4)分別與第一電磁鐵(5)、第二電磁鐵(7)和可調質量塊(6)相連接，控制第一電磁鐵(5)和第二電磁鐵(7)的磁場強度和可調質量塊(6)的質量；所述第一電磁鐵(5)和第二電磁鐵(7)均包括鐵芯(9)和繞在鐵芯(9)外的線圈(10)，控制器(4)與線圈(10)連接，控制線圈(10)的電流強度；所述可調質量塊(6)包括質量塊外殼(11)和位于質量塊外殼(11)內用于將質量塊分割成若干個相連通隔間的隔板(12)，質量塊外殼(11)上設有阻尼液接口(13)，阻尼液接口(13)通過阻尼液管(14)連接浸在阻尼液池(15)內的阻尼液泵(16)，控制器(4)與阻尼液泵(16)連接，控制阻尼液泵(16)，進而調節進入質量塊外殼(11)內的阻尼液量；其中所述阻尼液池(15)位于第二電磁鐵(7)上方的阻尼器外殼(3)內。

2.根據權利要求1所述的一種智能減振裝置的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)待識別車輛行駛過橋梁，圖片采集儀(17)采集車輛圖像信息，壓力采集儀(18)采集壓力信號，根據壓力信號繪制壓力時程圖；

(2)采用車輛荷載信息識別模塊中訓練好的卷積神經網絡，依據車輛圖像信息、壓力時程圖進行車輛荷載信息識別，得到待識別車輛的車輛荷載信息；該卷積神經網絡的訓練方法包括如下步驟：

(2.1)采用標準車輛駛過橋梁，利用圖片采集儀(17)采集標準車輛圖像信息，采用壓力采集儀(18)采集壓力信號，根據壓力信號繪制壓力時程圖；

(2.2)依據車輛圖像信息、壓力時程圖和標準車輛荷載信息，對卷積神經網絡進行訓練，并驗證卷積神經網絡準確性是否滿足要求，滿足時則保存訓練數據，得到訓練好的卷積神經網絡；不滿足時則增加訓練數據訓練卷積神經網絡，直至準確性滿足要求；

(3)控制系統根據橋梁數據建立橋梁結構的有限元模型，根據車輛荷載信息識別模塊所識別的車輛荷載信息，進行車橋耦合系統分析，計算考慮車橋耦合作用的橋梁結構振動響應；再采用多目標優化算法，以橋梁結構振動響應和各控制截面的應力為目標函數，以阻尼器系統參數為控制變量，優化阻尼器系統參數；

(4)根據優化后的阻尼器系統參數，計算阻尼器系統中線圈(10)的電流強度和質量塊中阻尼液體積，將計算結果輸入阻尼器系統中。

3.根據權利要求2所述的一種智能減振裝置的控制方法，其特征在于：所述車輛荷載信息包括車輛的軸重、軸距和行車速度。

4.根據權利要求2所述的一種智能減振裝置的控制方法，其特征在于：所述阻尼器系統參數包括阻尼器系統的質量、剛度和阻尼系數。