基于市场机制的TLCD半主动控制方案

基于市场机制控制是利用市场来模拟复杂的控制系统,用销售商和消费者来代替控制器和受控结构,从而将整个控制系统离散化,对结构的振动实施有效的控制。本文将基于市场机制的控制理论应用于TLCD半主动控制,提出了一种新的TLCD的半主动控制方案,即基于市场机制的TL CD半主动控制方案。首先建立TLCD-结构控制体系的运动方程,给出了半主动控制方案,用一个单自由度结构为例来阐述基于市场机制的TLCD半主动控制方案并对控制系统进行分析。然后用一个五层结构来验证这种方法的有效性。结果表明,基于市场机制的半主动TLCD开关控制不仅减振效果好,而且节约能量,简单易行,便于在实际工程中应用。

基于市场机制结构控制策略的研究和应用进展

半主动控制装置以其廉价、耗能低及控制稳定性好的优势成为目前结构控制领域的研究热点,由此势必产生具有大量半主动控制装置形成的复杂的结构控制系统,但是对于由大量半主动控制装置组成的结构控制系统,其形式非常复杂。相比于传统的集中式控制策略,分布式控制策略更适应此类复杂系统的控制要求。而基于市场机制的控制策略(M arket-based Control,简称MBC)属于分布式控制策略,它利用市场来模拟复杂的控制系统,用销售商和消费者来代替控制器和能源输出,从而将整个控制系统离散化,利用自由市场经济对有限资源合理分配的特点,对结构的振动实施高效的控制。介绍了分布式控制的概念,回顾了基于市场控制理论的发展过程,重点介绍了其在土木工程领域的应用,存在的问题及未来发展方向。

线性结构的基于市场机制的鲁棒控制

系统建模不可避免地要忽略一些因素从而造成模型误差,因此基于不确定性的非精确模型来设计控制器显得尤为重要.随着各国学者的不断研究,在线性系统H_∞控制方面取得了很大的发展,但仍存在求解过程繁琐、系统的保守性不强、结构复杂和控制器阶数较高等问题.运用计算结构力学与最优控制相模拟的理论来试图完善存在的问题.导引模就是结构力学中的本征值问题,即弹性稳定的欧拉(Euler)临界力或结构振动的本征频率;通过引入区段混合能的概念,采用精细积分和扩展的威廉姆斯(W-W)算法计算导引模,将此方法引入到基于市场机制的控制(market-based control,MBC)理论中,提出了线性结构基于市场机制的鲁棒控制策略.同时给出了在鲁棒控制下,采用李雅普诺夫(Lyapunov)直接法证明了结构基于市场机制的鲁棒控制器的稳定性及参数的确定方法.最后对一高层受控结构进行数值计算与分析,并与H_∞鲁棒算法的控制效果进行了对比.结果表明,导引模不能取到临界值,否则会导致控制输入趋于无穷大.基于市场机制的鲁棒控制效果要好于H_∞鲁棒算法,并且具有较强的应变能力和在线计算时间短等优点,能较好地适用于高层和大跨结构.

基于MBC的模型结构振动控制实验研究

基于市场机制控制策略(Market-based control,MBC)是一种多目标优化算法。为检验MBC在实际结构振动控制中的控制效果,进行了基于MBC的模型结构振动控制实验研究。实验选用压电陶瓷片作为驱动单元和传感单元,在dSpace系统平台下,结合Matlab/Simulink工作环境,完成了MBC控制算法在实际模型振动控制中的应用。实验过程中分别对自由振动(无控)状态下和MBC控制状态下的模型结构进行了振动反应测试,获得了模型结构在输入同一正弦激励后自由振动与MBC控制状态下的结构振动响应,并对实验结果进行了对比分析。实验结果表明,MBC算法应用于实际结构中具有较好的减振控制效果。

应用精细积分法的结构MBC状态方程求解

基于市场机制控制(Market-based control,MBC)属于分散控制,以往求解状态方程都采用差分类的近似,有时由于计算存在较大误差,不能得到结构真实状态的精确响应。精细积分法以其高精度、无条件稳定等优点被广泛的应用。引入两种精细积分方法,将精细积分的思想运用到基于市场机制(MBC)控制算法的求解中,推导了两种基于MBC控制状态方程的精细递推格式,大大提高了计算的精度及算法的稳定性,并且比较了两种精细积分方法的优缺点。最后通过算例,说明了采用精细积分方法计算MBC控制的必要性及有效性。