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分散控制与集中控制策略相比可以提高结构控制系统的可靠性。文中将分散控制和滑移模态控制算法原理相结合,导出分散滑移模态控制(decentralized sliding mode control,DSMC)算法并应用于高层结构振动控制中。该方法是将结构分解为若干个子结构,分别进行滑移模态控制。文中以某20层钢结构Benchmark模型为例,分别进行3个子结构与4个子结构的分散控制数值计算,与线性二次型最优控制(Linear quadratic optimal control,LQR)效果相比,DSMC算法可以有效地抑制结构位移和加速度反应。 相似文献
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随着大跨度桥梁结构的广泛应用,作为生命线工程之一的桥梁结构振动问题备受关注。结构振动控制作为一种新方法,可以有效的减小结构振动响应。半主动控制只需较少的能量调节便可对最优控制力进行跟踪,进而成为研究的热点。传统的最优控制算法（LQR）需要计算复杂的Riccati方程,具有在线计算时间长等缺点。基于最优控制与计算结构力学之间的模拟理论,引入区段混合能的概念,将Riccati方程转化为区段矩阵的求解,采用水平双向布置MR阻尼器的方法对桥梁结构进行振动控制,考虑了桥梁结构3个方向的平动分量和转动分量,基于哈密顿体系提出了LQR半主动控制策略。最后,对Benchmark桥梁结构模型进行了仿真计算,结果表明:提出的LQR半主动控制策略是有效的。 相似文献
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高阶单步法控制MR智能隔震系统的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
高阶单步法已成功地应用于结构非线性分析及考虑时滞的主动控制等，显示了它的稳定、精度高和计算迅速等特点。磁流变阻尼器是一种性能优良的智能阻尼器，它具有阻尼力可调范围宽、响应迅速且所需能量很少的特点。本文将磁流变（MR）阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合，采用高阶单步算法和两种控制策略对结构进行振动控制。数值模拟分析与振动台试验结果表明：由MR阻尼器提供可调阻尼力的智能隔震控制系统能有效克服被动隔震最优控制频带窄的缺点，对较宽频域范围不同大小的地震激励均能提供最优控制。同时也表明该控制算法是一种能用于结构实际控制的变阻尼有效算法。 相似文献
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本文采用半主动控制方法对非对称结构在地震作用下的平动-扭转耦合振动控制进行了研究。首先建立了非对称结构的平动-扭转耦合振动方程和状态空间方程;然后以磁流变(MR)阻尼器为控制装置,结合线性二次型最优控制、最优控制算法和限幅控制策略,提出了基于MR阻尼器的半主动控制方法;最后对半主动控制方法对非对称结构地震反应的控制效果进行了计算分析。结果表明,半主动控制方法可以对非对称结构的水平位移、扭转位移和加速度反应都产生明显的控制效果,适当下调控制力需求时,不会导致控制效果的等比下降,降低MR阻尼器可调控制力上限后,可以减小阻尼器尺寸,便于其在工程实际中的应用。 相似文献
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本文提出了瞬时开闭环最优控制算法，这是建立在时程分析基础上的最优控制算法，不需要实施结构的模态解耦，适合于地震动作用下非线性结构的控制分析，这种算法不仅可以区分开环，闭环和开闭环控制的不同效果，而且结构的位移，速度和加速度响应都能有效地得到控制。 相似文献
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非线性土木结构振动控制的逆系统方法 总被引：1，自引：0，他引：1
采用多变量非线性控制的逆系统理论,将多变量、非线性的复杂被控对象精确线性化成伪线性系统,对于该伪线性系统很容易基于线性系统理论设计综合最优控制器。克服了传统的非线性结构近似线性化控制方法不够精确的缺点,实现了非线性结构的动态精确线性化控制。给出了一个仿真实例,将其控制效果与一般的线性和近似线性化最优控制作了比较,达到同样控制效果时本方法所需控制力显著减小。 相似文献
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在模糊控制中,如何更加合理地生成控制规则,是其应用的一个重要问题。本文采用动态模糊神经网络(DFNN)算法,并借助于最优控制算法的样本数据,实现建筑结构振动控制中的模糊规则自动提取。首先,介绍了DFNN的结构和算法;其次,采用DFNN算法设计了二输入单输出及四输入单输出两种模糊控制器,对顶层设置AMD控制装置的五层钢框架模型结构进行模糊控制仿真分析。仿真结果表明,两种模糊控制器对顶层位移和加速度反应峰值的控制效果达到50%和30%以上,对地震输入和结构参数的变化均具有较好的鲁棒性;相比二输入模糊控制器,四输入模糊控制器的控制效果更好。本文研究为地震作用下建筑结构AMD模糊控制提供了新的思路和方法。 相似文献
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介绍了一种具有自主知识产权的新型开关控制型半主动控制系统——主动变刚度.阻尼(AVS.D)系统的减振控制机理,建立了AVS.D结构振动控制体系的运动方程。为了合理补偿AVS.D系统实时控制过程中不可避免地存在着的控制时滞,本文提出一种预测最优控制算法,推导了其开关控制律。为了检验AVS.D系统的减震控制效果及预测最优控制算法的有效性,我们设计研制出AVS.D装置,编制了AVS.D系统预测最优控制的实时控制软件,在某单层钢框架模型上进行了AVS.D系统的模拟地震振动台试验,比较了不同控制方式时的减震效果。研究结果表明,本文所提出的预测最优控制算法是非常有效的,可推广应用于所有开关控制型半主动控制系统。AVS.D系统具有反应放大功能,经济可靠、安全有效,可望有较好的工程应用前景。 相似文献
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结构主动控制计算机仿真及算法比较 总被引：1，自引：0，他引：1
概述了结构主动控制计算机仿真的目的，阐述了仿真程序设计流程，讨论了经典最优控制算法，瞬时最优控制算法和ＫＣＥ控制算法的优点和缺点，仿真分析了这些算法的控制效果，并进行了分析和比较。 相似文献
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双向偏心结构扭转耦联地震反应的序列最优控制 总被引：1，自引：0，他引：1
本文分析了不对称建筑结构平移-扭转耦联振动的动力特性及地震作用下的响应;根据地震动输入结构的过程,推导出一种更为一般的最优控制算法,所获得的控制力表达式同时包括地震响应和地震激励。通过对一非规则四层框架结构的扭转耦联地震反应控制分析表明,该算法不仅能有效地控制结构的平移地震反应,而且更有效地抑制结构的扭转耦联地震反应。 相似文献
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主动变刚度／阻尼控制算法研究 总被引：10，自引：2，他引：8
建立了主动变刚度／阻尼控制系统的理论模型;基于瞬时最优控制算法推导了ＡＶＳＤ系统的开关控制律,并从控制结构的层间位移出发提出了一种直接根据结构动力反应符号确定的开关控制律。 相似文献
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结构磁流变阻尼半主动控制的改进算法与仿真分析 总被引：19，自引：0，他引：19
基于线性二次型最优控制理论,结合磁流变阻尼器装置的出力特点,提出了结构磁流变阻尼半主动控制的两种改进算法：以速度负反馈渐进逼近主动最优的界限滑动半主动控制算法和基于结构响应状态组合反馈的界限开关半主动控制算法。首先给出了采用磁流变阻尼器装置控制结构振动的系统框图,然后结合一个三层Benchmark模型,仿真分析其在多种地震输入工况下,LQR、磁流变阻尼两种半自动和两种被动控制下的控制效果,最后给出了Benchmark评价指标。 相似文献
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为精确描述面内端部激励下拉索非线性振动机制,构建抽象端部激励下的拉索力学描述模型,分别推导了拉索拟静态振动和模态振动控制方程,基于有限差分法给出了拉索模态振动的数值求解方法。由于垂度效应的影响,在轴向、竖向以及轴向和竖向共同激励下拉索的拟静态索力与端部位移采用一个非线性方程予以表征。拉索拟静态振动可视作外部激励施加在拉索上,引起拉索的非线性模态振动,通过理论推导分别求得模态振动的控制方程和变形协调方程。在模态振动过程中,拉索的动力特性(如刚度和周期)不断变化,索力和拉索变形相互耦合,使得其求解非常复杂。采用有限差分法进行数值求解,并基于有限元方法验证了数值求解方法的准确性。重点讨论了拉索模态振动共振机制,结果表明,在轴向、竖向以及轴向和竖向激励下,拉索模态振动存在多个共振区域,包括小周期、0.5T1、T1和2T1等(T1为成桥状态下拉索基本振动周期);在共振区域内,拉索振动索力幅度较大,模态振动对总索力的贡献系数较高,超过0.4,在实际工程中不容忽视;拉索阻尼对模态振动的影响较大,增加拉索阻尼比将改... 相似文献
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基于瞬时最优算法的磁流变阻尼隔震结构半主动控制 总被引：1，自引：0，他引：1
采用瞬时最优控制算法，对附加了磁流变阻尼器的多自由度隔震结构进行了半主动控制的数值模拟。首先，将被动隔震装置——叠层钢板橡胶垫与磁流变阻尼器相结合，形成磁流变智能隔震系统。其次，根据瞬时最优控制算法的基本原理，针对磁流变阻尼器的特点，建立与之相适应的半主动控制算法。最后，以六层隔震结构为例，进行数值分析。比较了被动与半主动控制的结构反应，并得到较好的控制效果。 相似文献
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随机动力系统最优控制准则研究 总被引：2，自引：0，他引：2
根据线性二次最优控制理论,给出了系统随机最优控制的控制律一般形式。从目标控制量的物理意义出发,提出了基于系统概率密度演化分析的最优控制准则,建立了递阶层次的演化过程控制准则类。以线性单自由度体系随机地震反应最优控制为例,分析了各控制准则类的权矩阵参数优化结果,并根据最优控制律进行了系统随机最优控制研究。结果表明,本文提出的系统随机最优控制的控制律确定方法可以对系统性态进行有效的控制。 相似文献
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多结构混合控制体系研究 总被引：9，自引：0，他引：9
本文提出了多结构混合控制体系的概念及其相应的混合控制装置－常阻尼变刚度控制装置,阐明了其控制原理,建立了两结构混合控制体系的状态方程,其于瞬时最优控制的概念,提出了多结构混合控制体系的控制律,某两结构混合控制体系的仿真分析表明,多结构混合控制体系的概念是正确的,相应的混合控制装置是有效的。 相似文献
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结构可变阻尼半主动控制 总被引：12，自引：4，他引：12
本文阐述了结构半主动控制的概念，并介绍了国内外有关结构半主动控制的研究状态，阐述了几种有关结构半主动控制的算法，包括基于经典最优控制的控制律及算法，基于变结构系统理论的滑动模太控制算法和非线性奇次系统的ｂａｎｇ－ｂａｎｇ控制算法。重点阐述了变结构系统理论和滑移面的确定及控制律的设计。 相似文献