含饱和作动器的基准建筑物混合控制研究

当作动器所提供的控制力小于所需控制力时会出现控制力饱和现象,这一现象在大型结构的实际控制过程中经常出现,为此,本文根据饱和控制力,采用线性矩阵不等式来设计控制器。考虑作动器饱和时,单纯采用作动器来控制结构在地震作用下的响应往往不足于保护结构,此时需附加阻尼器。最优阻尼的确定需要大量的计算,为了减少计算量,本文借鉴临界激励的概念来简化最优阻尼的选择。最后,以三层非线性基准结构为例来说明本文方法的可行性。

含饱和作动器的主动TMD振动控制研究

以含主动调谐质量阻尼器(TMD)的建筑结构为研究对象,研究作用于TMD上的作动器输出力小于设计控制力时的控制方法.为了确定系统控制率,在满足线性矩阵不等式约束的前提下,通过优化控制目标函数来达到.同时,为了保证控制效果,采用了峰-能量控制器.最后,以一座六层建筑物为例来说明本文方法的可行性.

建筑结构在地震作用下的主动减振控制方法

以降低地震作用下建筑物应激振动为目标,考虑量测噪声、数字量化及执行器饱和等制约因素,提出了一种具有鲁棒性的主动减振控制方法.首先,在建筑物层间和楼顶布置主动减振控制器,提出具有鲁棒性的观测器以估计建筑物应激状态信息;然后,借助稳定性分析提出了闭环系统稳定条件,给出了减振控制器设计方法;最后给出仿真算例以验证本文方法有效性.计算结果表明,所提出的主动减振控制策略不仅可以保证闭环系统均方稳定性,而且可指定闭环系统收敛率并满足预先指定的H_2/H_∞减振性能指标.

具有执行器饱和及状态时滞系统的混杂控制

实际系统在控制中容易发生执行器饱和及状态时滞问题,这影响系统的稳定性能,给系统带来不可预想的严重后果。为了解决这类问题,研究具有执行器饱和及时滞的连续系统鲁棒控制问题。通过引进辅助矩阵,使系统的控制输入被限制在凸多面体内,系统的饱和非线性函数因而得以处理：采用混杂控制的方法设计了系统控制输入,控制输入与系统构成的闭环系统是切换系统：进一步依据单Lyapunov函数方法镇定系统：最后进行了Matlab数值仿真。提出混杂控制下系统稳定的充分条件及系统切换方案,给出估计系统的最大吸引域方案。结论相比凸组合方法具有较少的保守性,仿真显示所提出的方法可以使系统在较短时间内渐近稳定于原点,且系统具有较大的吸引域。

基于改进迭代学习的参数不确定卫星姿态控制

针对卫星运行时存在的诸如在轨组装升级后的卫星转动惯量变化较大且难以确定等问题,提出一种基于改进预测迭代学习控制的姿态敏捷机动控制方法。首先,以改进递阶饱和控制作为反馈控制器,实现原系统的稳定。其次,加入改进预测迭代学习控制作为前馈控制器,提高系统动态性能、鲁棒性与敏捷性。然后,采用基于混合执行机构的零运动操纵律提供高精度大力矩,并解决控制力矩陀螺奇异和飞轮饱和问题。最后,通过仿真证明所提控制器的优越性。

一种汽车电泳涂装输送机构执行器饱和研究

对于一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构,为解决其控制系统执行器具有输出饱和特性而难以实际实现高性能控制的问题,通过设计一个饱和补偿器实现对执行器饱和的补偿,并将饱和补偿器与滑模控制器相结合,提出一种考虑执行器饱和的滑模控制策略。其次,运用Lyapunov稳定性理论证明了所提出控制算法的稳定性。最后通过MATLAB仿真并与未考虑执行器饱和的滑模控制器进行仿真比较,结果表明,采用执行器饱和补偿的滑模控制策略,能有效解决实际系统存在的执行器饱和问题,其跟踪误差显著减小,响应速度较快,系统跟踪性能得以改善。

基于结构抗震复合控制的哈密顿H_∞控制器设计

针对制约结构抗震复合控制在工程中应用的执行器输出饱和问题,设计了一种基于哈密顿模型的H∞输出饱和控制器。首先对用多自由度描述的建筑物模型和隔震装置建立了哈密顿模型,然后根据地震波的有界特性,将地震波视为有界扰动,据此设计H∞控制器。为了保证在执行器输出饱和情况下该H∞控制器仍能保证稳定,在确定最大椭球体的基础上利用LMI方法计算得到了干扰抑制水平常数下限。以业界常用三层楼模型为例对此控制器进行了仿真实验,结果表明该控制器在执行器存在输出饱和情况下,可以较好地抑制地震对建筑物的影响,且优于现有被动控制方案。