(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210899579.4 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 河南濮泽高速公路有限公司 地址 450000 河南省郑州市自贸试验区郑 州片区(郑东)金 水东路26号5 09室 申请人 郑州大学 (72)发明人 张金鹏　徐建国　黄亮　李卫国　 冯小雨　耿玉鹏　刘盾　唐伟　 祝闯　任启超　张梦乐　柳世宇　 蔡迎春　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 吕春艳 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) E01D 19/00(2006.01) E01D 21/00(2006.01) (54)发明名称 一种大跨长联 连续桥梁减震控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种大跨长联连续桥梁减震 控制方法， 包括S1、 构建大跨长联连续桥梁的动 力有限元分析模 型， 将磁流变阻尼器作为连续桥 梁的减震控制装置并构建控制器动力模型， 共同 作为减震控制 系统； S2、 对于减震控制 系统， 采用 考虑容错的半主动控制方案对连续桥梁进行出 力控制； S3、 对随机地震激励下的连续桥梁结构 进行抗震可靠性分析， 确定最优 出力控制方案对 连续桥梁进行减震控制。 本发明针对控制部位的 磁流变阻尼器在运行过程中可能出现失效故障 影响正常出力控制的情况， 对作动器的故障模式 进行了分析， 并基于此将容错控制考虑进半主动 控制方案中， 通过对故障出力做出增压补偿来达 到保持半主动控制方案预期减 震效果的目的。 权利要求书2页 说明书10页 附图6页 CN 115392069 A 2022.11.25 CN 115392069 A 1.一种大跨长联 连续桥梁减震控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 构建大跨长联连续桥梁的动力有限元分析模型， 将磁流变阻尼器作为连续桥梁的 减震控制装置并构建控制器动力模型， 共同作为减震控制系统； S2、 对于减震控制系统， 采用考虑容 错的半主动控制方案对连续 桥梁进行 出力控制； S3、 对随机地震激励下的连续桥梁结构进行抗震可靠性分析， 确定最优出力控制方案 对连续桥梁进行减震控制。 2.根据权利要求1所述的大跨长联连续桥梁减震控制方法， 其特征在于， 所述步骤S1中 动力有限元分析模型包括桥梁的上部结构模型、 下部结构模型， 以及支座的建模和布置模 型； 所述控制器动力模型包括正向模型和逆向模型， 基于所述控制器动力模型使磁流变阻 尼器通过调整电压对连续 桥梁结构进行 出力控制。 3.根据权利要求2所述的大跨长联连续桥梁减震控制方法， 其特征在于， 所述正向模型 为Bingham模型、 Bouc ‑Wen模型或Spencer模型； 所述逆向模型为基于S SA‑BP神经网络训练得到的逆向模型。 4.根据权利要求1所述的大跨长联连续桥梁减震控制方法， 其特征在于， 所述步骤S2 中， 考虑容错的半主动控制方案是指当系统出现故障后系统能够自行根据结构的动力响应 或外界载荷的变化情况及时对控制装置的参数进 行调整， 使得系统在可接受范围内保持稳 定和连续的容 错控制， 容 错控制的表达式为： 式中， fd为阻尼器的可调半主动控制力， δ故障补偿系数， fdmax为阻尼器可输出控制力的 最大值， 为阶跃函数， u为主动最优控制力， 为阻尼器活塞相对速度， fdmin为阻尼器 可输出控制力的最小值。 5.根据权利要求4所述的大跨长联连续桥梁减震控制方法， 其特征在于， 所述步骤S2 中， 采用所述考虑容错的半主动控制方案对连续桥梁进行出力控制时， 当故障磁流变阻尼 器被隔离时， 在其进行检修恢复功能前不再参与系统控制， 并调整同一控制 部位的其它 无 故障磁流变阻尼器对 控制部位进行 出力补偿； 其中， 出力补偿的表达式为： 式中， 为下一时刻补偿后的出力， δ为故障增益系数， u(t+1)为系统正常时的期望 出力， uf(t+1)为下一时刻控制部位的输出力， 且 μ为磁流变阻尼器的失效因 子， μ表示为[ μ1, μ2,..., μi,..., μn]1×n， n为控制部 位安装磁流变阻尼器的总数量， 为同 一控制部位的各磁流变阻尼器的期望出力， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115392069 A 26.根据权利要求1所述的大跨长联连续桥梁的减震控制方法， 其特征在于， 所述步骤S3 具体为： S3‑1、 构建随机地震动物理模型； S3‑2、 根据随机地震物理模型， 生成连续 桥梁结构的随机地震 波； S3‑3、 基于生成的随机地震波， 采用概率密度演化方法求解连续桥梁结构的随机地震 响应信息， 获得 连续桥梁结构的结构反应量的概 率密度演化信息； S3‑4、 基于概率密度演化信息结合吸收边界条件， 计算不同出力控制方案下连续桥梁 结构的动力可靠性； S3‑5、 基于计算出的动力可能性， 确定最优出力控制方案， 对连续 桥梁进行减震控制。 7.根据权利要求6所述的大跨长联连续桥梁的减震控制方法， 其特征在于， 所述步骤 S3‑1中的随机地震动物 理模型根据加速度峰值A0、 场地土卓越周期T、 场地的阻尼比ξg以及 场地土卓越频域ωg， 并考虑震源、 传播途径以及场地条件建模形成。 8.根据权利要求7所述的大跨长联连续桥梁的减震控制方法， 其特征在于， 所述步骤 S3‑2具体为： S32‑1、 采用GF偏差方法选取离散代表性点集， 对随机地震动物理模型参数进行赋值， 进而生成含赋 得概率的地震加速度时程样本； S32‑3、 基于生成的地震加速度时程样本， 对构 建的动力有限元分析模型进行地震动激 励， 进而沿连续 桥梁结构输入随机地震 波。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115392069 A 3