非线性随机动力系统的最优多项式控制

根据物理随机最优控制理论,发展了适用于一般非线性随机动力系统的最优多项式控制策略,考察了随机地震动作用下不同非线性水平Duffing系统的随机最优控制。结果表明,受控后系统反应的离散性大大降低、系统性态显著改善;采用能量均衡的超越概率准则,1阶线性控制器可以达到高阶非线性控制器的控制效果,这对于非线性控制器可能导致系统不稳定的场合具有重要意义。此外,相比较基于统计线性化的LQG控制,发展的非线性随机最优控制策略对Duffing系统的非线性水平不敏感、具有良好的鲁棒性,能实现系统的精细化控制,而采用名义白噪声输入的LQG控制则不具备这一特点。     

高层建筑结构随机振动的最优阻尼器控制策略

提出考虑阻尼器布置与阻尼器参数同步优化的高层建筑结构随机最优控制方法。为有效地寻找每个序列工况的阻尼器最优拓扑和阻尼器最优参数,分别定义了基于超越概率的层可控指标梯度最小准则和能量均衡最优准则。上述控制准则内蕴了系统安全性、系统服务性、系统舒适性、阻尼器工作性以及它们之间的均衡。以随机地震动作用下十层剪切型框架结构的黏滞阻尼器最优控制为例进行分析,结果表明,采用该方法可以以最小的投资获得最大的控制效益,受控后结构反应沿层分布较受控前更均匀、能达到所期望的结构性态。     

基于模糊层次分析的CFG桩复合地基辅助神经网络设计

建立了面向CFG桩复合地基承载力与沉降量的辅助BP网络设计模型.利用模糊层次分析法对桩周土分层各指标的综合影响进行了评价,不仅逻辑概念明确,而且计算大为简化.通过网络学习与预测分析,说明基于模糊层次分析法的CFG桩复合地基辅助神经网络设计模型预测效果良好、可靠,具有较好的工程实用价值.     

多场耦合作用下流变液悬浮性态仿真与分析

仿真分析了磁场和剪切场作用下双分散、单分散磁流变液的微观结构演化,从4个方面考察了磁流变液悬浮性态：微观结构相变,链长分布,聚合结构各向异性和悬浮粒子运动涨落。结果表明,在磁场作用下,场强幅值越高,相态迁移的时间越短、簇-墙相越明显;在低磁场时,双分散悬浮较单分散悬浮容易形成长链,而在中、高磁场时,单分散悬浮却较双分散悬浮容易形成长链;磁极粒子具有智能特性,在无剪切场作用下总是寻找最易形成墙的方向排列成簇,而在稳态剪切作用下沿流场方向形成通长墙相以抑制流场的输运;外加磁场有助于减小悬浮粒子的运动涨落,但在剪切场的引导作用下,磁场强度的变化对悬浮粒子运动涨落无明显影响。     

武汉地区地基基础工程典型质量问题分析

地基基础是建筑工程的重要组成部分,其造价、工期和劳动量均占工程建设的较大比重。在建筑工程已发生的质量问题中,也以地基基础为多。这类问题一旦发生,不仅经济损失巨大、工期延长,而且事后处理将变得十分困难。因此,对地基基础工程的质量问题进行分析与实践总结,具有非常重要的意义。根据武汉地区地基基础工程质量问题统计分析和若干工程实例为背景,对武汉地区地基基础工程的几类典型质量问题的成因和纠正方法进行了研讨,对我国其他地质情况类似的地区有一定的借鉴作用。     

CFG桩复合地基辅助设计的BP网络研究

探讨了 CFG桩复合地基承载性状的诸多影响因素 ,利用 BP神经网络较强的高次非线性映射能力和学习功能 ,建立了面向 CFG桩复合地基承载力和沉降量问题的 BP网络预测模型。以武汉地区 CFG桩复合地基现场实测资料为依据 ,实现了该预测模型。通过静载荷试验成果的学习与预测检验 ,证明其预测精度良好 ,适用性强 ,具有较大的工程实用价值     

基于分子动力学的磁流变液微观结构演化模拟与动态聚合分析

磁流变液优异的力学性能与高效的可控性能使其成为具有广阔应用前景的一类新型智能材料.针对磁流变液宏观力学性能与其微观结构行为的密切相关性,本工作采用分子动力学仿真软件LAMMPS开展了不同磁场强度和颗粒体积率下磁流变液的微观结构演化模拟,并在此基础上分析了磁流变液的宏观力学性能;进而通过对不同磁场强度、不同颗粒体积率和不同剪应变下磁流变液模拟微观结构的定性观察与定量分析,深入剖析了磁流变液微观结构的演化规律与链簇倾角的统计特性.本工作为进一步揭示磁流变液微观机理与宏观力学性能相关性、开展磁流变液材料及其组成构件的设计优化提供关键理论基础.     

结构地震反应随机最优控制的多目标概率准则研究

建立了结构随机最优控制的一类多目标概率准则,包括以性态均衡的反应量等价极值过程的期望和超越 概率为目标的准则,和以能量均衡的反应量等价极值过程的期望和超越概率为目标的准则.分析表明,各概率准则的控制效果依赖于其物理意义,能量均衡超越概率准则能够获得系统响应降低与控制力需求之间的合理均衡,是设计随机动力系统最优控制...     

面向地震动记录和模拟地震动的工程随机地震动数据库研究

收集了来自156次地震的共计7778条水平加速度记录。分别采用基于能量分布和震级-距离的地震动记录聚类分析方法,将7778条水平加速度记录划分为12组,作为地震动记录数据库的基础数据。基于工程随机地震动的物理模型,采用窄带波群叠加方法合成了不同场地类别、震级和传播距离下的24组模拟地震动,包括100条每组的12个小样本组和300条每组的12个大样本组,共计4800条模拟地震动时程,作为模拟地震动数据库的基础数据。利用聚类分组后的地震动记录和各分组模拟地震动,开发了基于Windows系统的工程随机地震动数据库系统,实现了地震动的检索以及时程、反应谱和相关地震信息的可视化及数据下载。     

基于正交展开方法的Duffing振子随机最优控制

基于多维Hermite多项式的经典均相混沌展开,考察了Duffing振子随机最优多项式控制的正交展开方法,阐明了多项式系数演化与振子系统反应、最优控制力概率特性之间的联系.系统输入采用Karhunen-Loève展开表现的随机地震动.为降低混求解规模,引入位移-速度范数准则,发展了自适应混沌多项式展开策略.同时,基于Lyapunov稳定条件设计控制器的控制增益参数.数值算例分析表明,受控后系统位移和加速度的均方特征得到改善、振子系统的非线性程度减小,基于混沌多项式展开的最优控制方法能明显降低系统的随机涨落和显著改善系统的非线性反应性态.