基于塔内位移观测器和均衡空间低维控制器的高塔结构振动主动控制系统

高塔结构振动适合也需要主动控制技术,但需要满足位移直接观测和单点控制下的低维高效控制。本文应用现代摄像观测技术,建立了一套从塔内实时连续观测振动位移的方法,为高塔结构振动主动控制提供了最直接的位移观测器,避免了以往只能建立加速度观测器,经滤波后再与假定的外荷载结合计算输出位移的冗长过程。基于均衡系统空间变换和平衡截断法,对顶端设置主动质量块的高塔结构进行降维,可以有效保留结构的主要动力特性。以某施工状态的700 m高塔为例,进行了风振和地震的主动控制仿真分析。结果表明:以少数位移状态作为反馈信号的降维控制器的控制效果和基于全状态反馈的全维控制器基本一致,可以作为高塔结构振动的主动控制策略。

挠性空间结构的低维控制

首先分析了具有Ｖｏｉｇｔ型粘性阻尼的挠性梁的动力学特性；构造了系统的有限维模态逼近模型，证明了其在Ｈ∞意义下的收敛性；进而构造了系统的低维控制规律，证明了闭环控制系统的稳定性。从而形成了具有潜在工程应用前景的挠性空间结构振动控制的可靠方法。

低维网络控制系统的鲁棒稳定性分析

针对网络控制系统中普遍存在的通讯延迟问题,对一般的二维高速率数据传输网络进行了鲁棒稳定性分析,得出了闭环系统的稳定性随系统参数特别是延迟之间的变化规律,为实现低维网络控制系统的稳定性提供了理论依据,并给出实验结果,证实了所提出理论的正确性。

基于少量惯性传感器的姿态重建与仿真

提出了一种基于少量惯性传感器的姿态重建方法,将输入的低维角加速度信息作为控制信号,以高维欧拉角运动数据库为基础,重建出高维的人体全身姿态序列。通过建立数字相似性-几何相似性-时间持续性模型,对加速度进行重构,保证候选重建姿态的在数字-逻辑上相似性的统一。通过引入最优化能量函数,求解最优重建姿态序列。通过分析和对比实验,表明方法能够重建出真实可信的人体姿态序列。本研究使用少量惯性传感器控制,能产生持续的全身关节的姿态序列,通过减少传感器数量,达到降低系统成本的目的。