结构离复位控制的可行性研究

发展了一种离复位控制策略,通过考虑与模糊控制理论相结合实施结构振动控制。这种控制方法不仅体现了模糊控制系统无需精确数学模型即可有效执行控制功能,具有反应迅速、超调量小和鲁棒性好等诸多优点,而且解决了其控制规则不易建立的难题。采用这种控制策略,研究了一个底层设有主动拉索控制系统的多层结构的地震反应控制问题。在算例中通过与线性二次型最优控制算法进行控制效果的对比,验证了它的可行性。

基于离复位控制策略的结构振动控制研究

对于主动或半主动控制系统来说,目前有多种经典控制算法可以应用于结构控制,然而由于结构控制系统内嵌的参数不确定性、非线性行为和时变特征,这些常规算法的适用性和控制效率往往是不理想的。与之相反,模糊控制系统由于不依赖系统的精确数学模型即可有效实施控制,因而许多研究者转向考虑采用模糊控制途径实施结构控制以避免这些问题。模糊控制现阶段的难题在于控制规则的建立仍无系统的方法可循,一般采取半经验的方法。由于缺乏系统完整的分析和设计方法,模糊控制规则的建立通常需要进行反复的尝试或试验,存在一定的困难。针对这一难题,提出并发展了一种离复位控制策略,用以生成结构模糊控制系统的控制规则。以这种策略作为设计模糊控制规则库的依据,研究了一个底层设有主动拉索控制系统的多层结构的地震反应控制问题。在算例中,通过与线性二次型最优控制算法进行控制效果的对比,验证了它的合理性和有效性。

结构离复位控制直接法的研究

针对传统控制算法通常难于处理结构控制系统在地震激励下的非线性行为、时变特征和参数不确定性这一难题,提出了一种基于离复位控制策略的直接法,可在相平面上通过网格划分设计控制力,这种控制方法可用于不同的控制系统．同时,通过数值算例分析了一个各层均设有主动拉索控制系统的3层剪切型结构的地震反应控制问题．研究结果表明,直接法的控制效果略优于LQR,而且无需建立控制系统的精确模型就可有效实施控制,验证了它的可行性和有效性．

结构振动分级控制法

为有效处理结构参数和激励荷载不确定等因素的影响,基于相平面分析,提出了一种分级控制法.将相平面划分成若干局部网格区域,使与被控质点运动状态对应的任一轨迹点映射到某一局部网格区域.根据对应的网格区域可判定质点的运动趋势,然后设计出相应的控制力.通过算例研究了一个底层设有主动拉索系统(ATS)的三层剪切型结构的地震反应控制问题,验证了建议控制律的有效性.数值结果显示,与无控状况相比,建议算法可以显著减少结构的地震反应,同时其控制性能也要略优于线性二次型定常状态调节器(LQR)控制.