1.一種自變頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,設(shè)置在建筑主結(jié)構(gòu)(15)上,通過(guò)調(diào)諧頻率實(shí)現(xiàn)減振,其特征在于,該阻尼器包括阻尼器本體以及質(zhì)量調(diào)節(jié)組件,所述的阻尼器本體包括彈簧(3)、與彈簧(3)上端連接的固定質(zhì)量塊(2)、與彈簧(3)下端連接的供調(diào)節(jié)質(zhì)量塊(10)以及設(shè)置在彈簧(3)內(nèi)部的永磁體棒(4),所述的永磁體棒(4)上端分別依次穿過(guò)固定質(zhì)量塊(2)和可變質(zhì)量塊(1)中央的永磁體棒槽道(5)并通過(guò)螺母(12)固定,下端伸入到開(kāi)設(shè)于供調(diào)節(jié)質(zhì)量塊(10)中心的電磁槽(14)內(nèi),并且與設(shè)置在電磁槽(14)內(nèi)的導(dǎo)體板(11)相對(duì)感應(yīng)設(shè)置,所述的質(zhì)量調(diào)節(jié)組件包括單片機(jī)(6)、設(shè)置在可變質(zhì)量塊(1)頂部的第一加速度傳感器(8)、設(shè)置在主結(jié)構(gòu)(15)上的第二加速度傳感器(9)以及分別與固定質(zhì)量塊(2)和供調(diào)節(jié)質(zhì)量塊(10)連接的質(zhì)量驅(qū)動(dòng)單元(7),所述的第一加速度傳感器(8)、第二加速度傳感器(9)和質(zhì)量驅(qū)動(dòng)單元(7)分別與單片機(jī)(6)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自變頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,其特征在于,所述的單片機(jī)(6)為STC、PIC或ATMEL單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自變頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,其特征在于,所述的質(zhì)量調(diào)節(jié)組件還包括分別與單片機(jī)(6)連接的供電電源(16),所述的供電電源(16)為電池或220V直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自變頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,其特征在于,所述的單片機(jī)(6)上還設(shè)有開(kāi)關(guān)(17)和USB接口(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自變頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼器,其特征在于,所述的質(zhì)量驅(qū)動(dòng)單元(7)包括電磁閥和砂石泵。
6.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1-5所述的自變頻調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的自變頻方法,其特征在于,包括以下步驟:
1)通過(guò)第一加速度傳感器和第二加速度傳感器分別實(shí)時(shí)獲取阻尼器本體的加速度值s1(τ)和主結(jié)構(gòu)的加速度值s2(τ),并獲取對(duì)應(yīng)的傅里葉頻譜,即:
其中,St1(w)為阻尼器本體的傅里葉頻譜,St2(w)為主結(jié)構(gòu)的傅里葉頻譜,w為積分變量,τ為瞬時(shí)時(shí)刻,h(τ-t)為窗函數(shù);
2)在每段設(shè)定的時(shí)間間隔t內(nèi),根據(jù)加速度值和傅里葉頻譜獲取阻尼器本體的計(jì)算頻率wt1和主結(jié)構(gòu)的計(jì)算頻率wt2:
3)分別判斷每段時(shí)間間隔內(nèi)的阻尼器本體的計(jì)算頻率wt1和主結(jié)構(gòu)的計(jì)算頻率wt2的結(jié)果是否有效,若有效,記錄對(duì)應(yīng)的計(jì)算頻率值并計(jì)數(shù),并進(jìn)行步驟4),若無(wú)效,則舍去,并返回步驟2);
4)當(dāng)阻尼器本體的計(jì)算頻率wt1和主結(jié)構(gòu)的計(jì)算頻率wt2的有效結(jié)果計(jì)數(shù)分別達(dá)到設(shè)定的計(jì)數(shù)閾值n時(shí),計(jì)算可變質(zhì)量塊中需要調(diào)整的質(zhì)量值Δm;
5)質(zhì)量驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)需要調(diào)整的質(zhì)量值Δm,加入或抽出相應(yīng)的質(zhì)量,調(diào)整可變質(zhì)量塊的質(zhì)量,完成阻尼器頻率的調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自變頻方法,其特征在于,所述的步驟3)中,判斷計(jì)算頻率是否有效的方法為:
設(shè)定頻率有效閾值w0和有效范圍(0.8w0,1.2w0),若阻尼器本體的計(jì)算頻率wt1和主結(jié)構(gòu)的計(jì)算頻率wt2值處于有效范圍內(nèi),則判定該次計(jì)算的計(jì)算頻率值有效。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自變頻方法,其特征在于,所述的步驟4)中,需要調(diào)整的質(zhì)量值Δm計(jì)算式為:
Δw=w1-w2
其中,k為剛度值,Δw為頻率差值,w1、w2分別為阻尼器本體和主結(jié)構(gòu)的有效計(jì)算頻率平均值,wt1i、wt2i分別為阻尼器本體和主結(jié)構(gòu)的第i次有效的計(jì)算頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自變頻方法,其特征在于,所述的步驟5)中,當(dāng)頻率差值Δw為正數(shù)時(shí),則啟動(dòng)質(zhì)量驅(qū)動(dòng)單元向可變質(zhì)量塊中加入Δm的質(zhì)量,當(dāng)頻率差值Δw為負(fù)數(shù)時(shí),則啟動(dòng)質(zhì)量驅(qū)動(dòng)單元從可變質(zhì)量塊中抽出Δm的質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自變頻方法,其特征在于,所述的步驟1)中,窗函數(shù)為矩形窗、三角窗、漢寧窗、海明窗或高斯窗。