结构的振动普遍存在,通常情况下,振动对结构自身具有不利的影响,振动控制技术在减轻振动,降低振动对结构的不利影响方面具有非常重要的作用。被动控制技术的应用非常广泛,随着电子技术的进步,主动控制、半主动控制等技术也发展迅速,在一些振动控制问题中发挥了不可替代的作用。振动控制技术已经在土木、机械、航空航天等领域得到了广泛的应用。悬吊结构的摆振是一种典型且常见的运动形式,根据吊点与结构运动方向的关系主要分为3种基本形式:平动悬吊模式、转动悬吊模式以及平动与转动耦合悬吊模式。大量的研究和实践证明,常见的振动控制装置,如调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)、主动质量阻尼器(Active Mass Damper,AMD),在控制结构的平动运动方面具有良好的控制效果。对于悬吊结构的振动控制问题,TMD、AMD等传统的控制装置在平动悬吊模式的摆振控制中控制效果较好,但是在转动悬吊模式的摆振控制中基本无效。本文作者的前期工作提出了一种用于结构回转摆振控制的调谐转动惯量阻尼器(Tuned Rotary Inertia Damper,TRID),通过在结构上附加具有转动惯量的质量体,在质量体与结构间设置扭转弹簧,构成控制系统,并通过理论分析及试验证明了TRID系统对悬吊结构转动悬吊模式以及平动与转动耦合悬吊模型摆振控制的有效性。但是,TRID系统存在悬吊结构摆幅较小时不能正常启动、TRID小型化装置存在时间滞后效应等问题。本文基于文献提出的TRID控制系统的概念,提出了主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)概念,该系统通过电机驱动转动惯量质量圆盘发生回转运动,从而产生抑制结构摆振的力矩。建立了ARID系统在悬吊结构吊点激励作用下系统的运动模型,通过理论分析、数值模拟以及模型试验,研究系统在悬吊结构摆振运动控制中的有效性和可行性。第二章研究了ARID的基本概念和理论模型,验证了ARID系统的有效性和可行性。首先在TRID系统的基础上,根据主动控制的理念,提出了ARID系统的基本概念模型;建立了ARID摆振控制的简化分析模型,根据朗格朗日方程,建立了ARID系统摆振控制的运动方程,基于分析模型进行主动控制LQR算法匹配设计;然后进行了ARID系统在悬吊结构吊点激励作用下系统性能的验证,建立了Simulink数值计算分析模型,对比了ARID系统和TRID系统的控制效果;最后,从能量的角度深入挖掘了ARID系统的作用机理,进一步研究ARID系统在悬吊结构摆振运动控制中的有效性和可行性。第三章研究了系统参数对控制效果的影响规律,基于力学分析模型利用Simulink进行了ARID控制系统参数分析,比较了系统参数(控制算法参数、悬吊结构长度比、激励频率、转动惯量比、质量比)对控制效果的影响并研究了影响的规律及最优取值区间,更进一步研究了系统在摆振运动控制中的性能,为系统优化参数设计提供了理论依据。第四章介绍了小比例悬吊结构ARID振动台试验系统的设计。为了检验ARID控制系统的性能,验证数值计算模拟及参数分析的正确性,设计了一套小比例悬吊结构ARID单轴振动台试验系统。系统采用Quanser振动台,ARID系统的驱动器选用Maxon公司生产的直流电机。通过振动台在吊点处对悬吊结构施加不同的激励,在吊点处安装光电编码器采集结构的摆角。第五章分析了ARID系统的试验及数值分析结果的对比。在前期工作提出了主动转动惯量驱动控制系统(ARID)概念,进行ARID系统理论模型建立、参数分析和试验系统设计的基础上,本章通过模型试验,研究了系统参数对控制效果的影响规律,更进一步研究了系统在摆振运动控制的性能,进行了自由衰减、强迫振动等一系列验证试验,并进行了针对参数分析结果的验证试验,为系统优化参数设计提供了理论依据。第六章针对ARID系统,考虑多类型灾害源激励结构的单一灾害振动控制机理,通过理论分析、数值模拟以及振动台模型试验,系统全面研究ARID系统在悬吊结构多类型灾害源激励结构摆振响应的控制方案及其控制性能,从机理上证明ARID系统对多类型灾害源激励结构摆振响应控制应用的可行性。