[发明专利]基于参数可调节阻尼器系统的智能减振装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于参数可调节阻尼器系统的智能减振装置，包括采集系统、控制系统和参数可调节阻尼器系统。参数可调节阻尼器系统包括箱体和位于箱体内均布的多个阻尼器，阻尼器包括阻尼器外壳、控制器以及阻尼器外壳内部自下而上依次设置的第一电磁铁、可调质量块和第二电磁铁，第一电磁铁和第二电磁铁之间设有穿过可调质量块的导轨，可调质量块可沿导轨上下滑动；控制器分别与第一电磁铁、第二电磁铁和可调质量块相连接，控制电磁铁的磁场强度和可调质量块的质量。本发明减振装置中参数可调节阻尼器系统通过调节线圈中的电流强度，控制电磁铁的磁场强度，进而调整阻尼器系的弹性恢复力，调节其工作频率，使其工作频率可调性大、适应性强。

技术领域

本发明涉及用于车致激励下的桥梁结构减振装置，尤其涉及一种基于参数可调节阻尼器系统的智能减振装置及其控制方法。

背景技术

车辆荷载是导致桥梁振动的一个重要因素。随着交通运输业的发展，交通流量不断增大，桥梁上车辆密集度增大，车辆重量也相应加重，车致激励下的桥梁结构振动问题变得越来严重。由于路面的不平整，高速行驶的车辆对桥梁产生动力冲击作用，桥梁发生受迫振动，容易引发疲劳问题，进而影响桥梁结构的工作状态和使用寿命，同时，桥梁的振动也会降低行车的安全性和平稳性。一般来说，车桥耦合振动问题并不会导致桥梁的整体破坏，但疲劳问题使得桥梁结构性能不断劣化。有效控制桥梁结构的车致振动，对提高桥梁结构服役性能和保障行车舒适度具有重要意义。

随着结构控制理论研究与应用实践的发展，调谐质量阻尼器在土木工程中受到了广泛关注，成为结构控制技术的主要形式之一。调谐质量阻尼减振技术通过在结构某些部位(一般为响应最大处)安装惯性质量，根据参数分析结果配以一定刚度的弹簧和阻尼器，使其与结构发生谐振，从而达到吸收系统振动能量的效果，减小结构的振动响应。

然而，目前的调谐质量阻尼器参数固定，可以有效控制某一个或某几个特定的振动频率。由于车桥耦合作用的影响，各种车型车辆作用下的桥梁结构振动频率会发生明显改变。传统的调谐质量阻尼器难以有效控制多个频率成分的振动。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种解决现有调谐质量阻尼器控制振动频率单一的问题的参数可调节阻尼器系统。

本发明的第二目的是提供基于参数可调节阻尼器系统的一种有效控制车致激励下桥梁结构振动、保障桥梁结构的服役性能和行车舒适度的智能减振装置。

本发明的第三目的是提供该智能减振装置的控制方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种参数可调节阻尼器系统，包括箱体和位于箱体内均布的多个阻尼器，该阻尼器包括阻尼器外壳、位于阻尼器外壳内的控制器以及位于阻尼器外壳内的自下而上依次设置的第一电磁铁、可调质量块和第二电磁铁，第一电磁铁和第二电磁铁之间设有穿过可调质量块的导轨，可调质量块可沿导轨上下滑动；所述控制器分别与第一电磁铁、第二电磁铁和可调质量块相连接，控制第一电磁铁和第二电磁铁的磁场强度和可调质量块的质量。

其中，所述第一电磁铁和第二电磁铁均包括铁芯和绕在铁芯外的线圈，控制器与线圈连接，控制线圈的电流强度。

优选的，所述可调质量块包括质量块外壳和位于质量块外壳内用于将质量块分割成若干个相连通隔间的隔板，质量块外壳上设有阻尼液接口，阻尼液接口通过阻尼液管连接浸在阻尼液池内的阻尼液泵，控制器与阻尼液泵连接，控制阻尼液泵，进而调节进入质量块外壳内的阻尼液量；其中所述阻尼液池位于第二电磁铁上方的阻尼器外壳内。

本发明一种基于参数可调节阻尼器系统的智能减振装置，包括采集系统、控制系统和参数可调节阻尼器系统，所述采集系统包括图片采集仪、压力采集仪和基于卷积神经网络的车辆荷载信息识别模块，其中图片采集仪设于引桥上方，压力采集仪设置在引桥桥面上，阻尼器系统与桥梁结构固定连接。