運用半主動控制磁流變阻尼器於斜張鋼纜振動之控制

本研究提供了斜張鋼纜半主動控制系統的數值模擬分析以及反力牆縮尺實驗驗證。運用有限元素分析軟體“ABAQUS”，設計、分析與模擬斜張鋼纜的動力特性，根據ABAQUS的有限元素模型設計縮尺的鋼纜，適當的重量和軸拉力施加於鋼纜使其行為和真實的鋼纜更加接近。藉由靜力分析結果可以求得斜張鋼纜縮尺模型的‘M’，‘C’和‘K’矩陣。裝置於鋼纜與強力地板間的半主動控制磁流變阻尼器（Lord. Co., 3kN），被用來減少鋼纜的面內振動。透過一系列之性能測試以及系統識別過程，本研究建立了一套以Bou-Wen model為基礎之磁流變阻尼器的數值分析模型，可以準確模擬磁流變阻尼器的非線性行為。根據所得到的M, C, K和磁流變阻尼器的數值分析模型，LQG用來設計整個半主動控制系統的主動控制力，藉由磁流變阻尼器的數值分析模型以及主動控制力計算磁流變阻尼器所需的及時控制訊號。一個小型馬達所構成的振動器安裝於斜張鋼纜上做為振動的外力來源，馬達的轉速以及外掛質量可以連續調節藉以模擬不同頻率與大小的外力變化。被動以及半主動控制系統均同時於數值模擬與實驗中進行驗證，數值分析與實際試驗結果均顯示使用磁流變阻尼器r的半主動控制系統可以有效減少鋼纜的振動。本研究證明了磁流變阻尼器在斜張鋼纜控制系統應用上的彈性和適用性。