结构振动控制的电磁驱动、换能/储能HMD系统

借鉴磁悬浮列车直线电机驱动原理和飞轮电池储能技术，结合土木工程结构振动控制领域研究成熟的主动AMD和被动TMD控制技术，研究具有电磁驱动、换能/储能等多功能集成的混合质量阻尼/驱动（HMD）控制系统。该系统在结构小幅振动时，将振动能量转换为电能储存起来；当结构遭遇地震或者强风作用时，将储存的能量释放，驱动作动器产生主动控制力，抑制结构振动。首先，研制开发一套试验样机系统，研究HMD系统集成的参数优化与硬件协同工作问题；其次，建立系统"力－电－能"本构方程，进行性能试验；第三，研究HMD系统控制算法、与结构相互作用问题并进行振动台试验；最后，研究系统可靠性，完善相关分析理论和设计方法。本项目研究的HMD控制系统可以将结构有害振动合理地转化、储存并再度利用，变害为利；可以解决传统主动控制系统依赖外界能源输入，启动缓慢、时滞等问题，以及被动TMD控制系统能力有限、对结构地震响应控制无效等问题。