结构地震反应的预测控制方法研究

本文采用自回归（ＡＲ）模型对运动加速度进行短时在线预测,进而提出考虑时滞现象的离散状态方程形式的预测模型,对受控结构未来某时段内的状态和输出进行估计。通过邓预测性能指标函数的滚动优化求现实时控制律。仿真分析表明,本文方法在一需增加控制力作用的情况下,较瞬时最优控制和原有预测控制更好的抑制了结构的地震响应,且对控制系统的时滞问题解决良好。     

结构振动的自适应反馈预测控制研究

研究一种周期扰力作用下的自适应反馈预测实时控制方法，并将其应用到结构振动控制中。采用RLS算法处理在线辨识问题，根据辨识结果直接进行反馈预测控制的设计。实时控制中，辨识和控制的计算都由高速数字信号处理器完成。此种方法，对于周期扰力及拟周期扰力激起的结构振动响应都有很好的控制效果。     

建筑结构非线性地震反应的△t最优采样预测控制

本文讨论建筑结构非线性地震反应的采样控制，考虑控制力限值和时滞的影响，使结构反应的目标函数在控制力对 生作用的采样周期△ｔ内取极小值。仿真结果表明，本文提出了的△ｔ最优采样测控制算法有较好的控制效果。     

柔性结构振动预测控制的仿真研究

针对柔性结构的振动问题，提出了用预测控制方法来实现对振动的主动控制。建立了由压电作动器和应变片传感器组成的悬臂梁实验系统的控制模型，用动态缩聚的方法对梁的有限元模型进行降阶，根据这个降阶模型设计了一个预测控制器，将其应用于系统的振动控制，并给出了预测步长和控制步长对控制性能的影响。仿真结果表明该预测控制方法能够有效地抑制柔性结构的振动。     

建筑结构非线性地震反应的△t最优采样线性预测控制

本文讨论建筑结构非线性地震反应的采样红性预测控制，考虑控制力限值和时滞的影响，使结构反应的目标函数在控制力对结构产生作用的采样周期△ｔ内取极小值。求解最优控制力时采用结构的弹性刚度矩阵。编制建筑结构非线性地震反应时程分析程序对有主动拉索控制系统的框架一剪力墙结构进行仿真控制。仿真结果表明，本文提出的△ｔ最估采样线性预测控制有较好的控制效果，无须在线识别结构的非线性参数，具有较强的实用性。     

结构滑模控制的一种指数趋近律方法

提出了一种指数趋近律 ,当正常运动段远离切换面时 ,能快速地趋向切换面 ;当运动接近切换面时 ,趋近速度又大大降低。这样与常用指数趋近律相比 ,过渡时间、系统的抖动以及所需控制力都能进一步减小。最后将这一理论应用到三层剪切型框架进行数值模拟 ,振动控制效果明显。     

主动结构的控制律辨识研究

主动控制结构主要运用于包括振动、声学、转子动力学的一些工程项目中。对于各种主动结构,其控制律显然是最能反映主动结构动力学特征的参数。在对相关参数进行了初步的探讨后,得到了在单点控制单点反馈条件下,对其反馈信号类型及其反馈增益的辨识公式。该方法由频响函数直接构造,其表达简洁,具有一定的工程实用价值。通过实例的数值计算也证实了该方法的正确性。     

建筑结构地震反应的模糊开环控制

本文将模糊控制理论用于建筑结构地震反应的控制。将地震波加速度作为模糊控制器的输入变量,通过模糊推理运算,得到控制力的大小。在模糊控制器中使用了七条模糊控制规则,并考虑实际控制系统时间滞后,通过数值计算说明引入模糊推理运算后,控制系统的输入输出为非线性关系。模糊开环控制能有效地减小建筑结构的地震反应。     

利用连接装置控制两相邻结构的地震动响应

运用连接单元来减小平行结构的振动一直是结构振动控制领域的重要课题，该文将两行结构简化为两单自由度体系，用Voigt粘弹性阻尼器模型表示被动的连接单元，运用Kuhn-Tucker优化原理导出了在地面随机激励下被动连接单元的优化刚度和阻尼值的一般表达式，优化控制目标是在保证两平行结构的平均振动能量均得到控制的条件下，使两平行结构的总平均振动能量为最小，研究表明优化刚度和阻尼值仅与两平行结构的相对自振频率和相对质量有关；同时，一实际平行结构在频率域和时间域的数值结果说明了这种被动的控制方法能够非常有效地减小在地震作用下相邻两平行结构的振动响应。     

基于平衡降阶法的结构振动模态预测控制

针对高层建筑结构由于数学模型阶数较高而带来的难以直接进行控制器设计的问题,采用平衡降阶法对结构模型进行降阶,将可控度较大的几阶模态组装成状态方程;并对地震加速度进行在线预测,从而建立起考虑时滞现象的预测模型,通过滚动优化和反馈校正环节求取主动控制律,对结构实施预测控制。最后对十一层框架结构进行地震响应分析,仿真结果表明,该算法不但有效的抑止了结构的响应,而且很好的解决了时滞问题。     

基于Sugeno型模糊神经网络的空间杆系结构的压电驱动器主动控制

基于自主研发的压电主动杆件的振动控制特性,采用主动杆件两端节点的相对位移和相对速度作为输入以及控制电流作为输出,设计了空间杆系结构的Sugeno型模糊神经网络控制系统。首先通过LQR方法对结构进行控制产生训练数据样本,再利用神经网络的自适应学习功能进行模糊划分及产生模糊规则,最后利用模糊系统的推理能力对空间杆系结构模型进行基于地震响应的主动控制仿真,同时与基于经验的Mamdani型模糊推理规则进行仿真对比。仿真结果表明两种模糊推理模型对结构模型的控制都能达到良好效果,但是由于Sugeno型模糊推理的计算简单,其仿真速度比Mamdani型模糊推理快几十倍,而且省去了人为的经验总结过程,因而采用Sugeno型模糊神经网络控制器更能满足工程应用的要求。     

基于T-S型模糊逻辑的半主动摩擦阻尼器对非线性结构的振动控制

采用T-S(Takagi-Sugeno)型模糊逻辑调节半主动摩擦阻尼器正压力的方法对非线性结构的振动控制问题进行了研究。首先,建立了采用连续Bouc-Wen滞回模型的非线性结构控制系统运动方程,运用时程分析法确定了小震下摩擦阻尼器的初始滑动力,然后在建立半主动控制策略的基础上,采用T-S型模糊逻辑调节作用在半主动摩擦阻尼器上的正压力,实现对非线性结构的振动控制。数值分析结果表明,该方法能有效地减小非线性结构在地震激励下的峰值响应。     

基于分级控制的智能预应力结构模型试

针对活载与恒载比值高的情况,提出在斜拉桥中采用随活载变化而变化的智能斜拉索方法,即根据主梁承受的荷载情况,在斜拉索中配置适当的作动系统,通过作动系统实时改变索力大小,从而实现主梁监控点处挠度或应变始终控制在目标范围内。基于分级控制算法,以应变控制为目标,采用数字信号控制系统进行了智能斜拉桥模型在移动荷载作用下的主动控制试验,研究了控制算法中电机转速设置对智能斜拉索系统控制性能的影响,以及在不同荷载移动速度下,控制算法中的死区设置和电机转速设置对智能斜拉索系统控制性能的影响。试验结果表明,通过作动器速度的分级和限位应变范围的分级,可提高系统在快速移动荷载作用下的控制能力,同时又能避免系统在慢速移动荷载作用下的频繁启动,实现了自适应控制的目标。     

基于补偿器结构的LTR结构振动控制方法

针对传统观测器结构LQG/LTR控制器的问题,该文提出了一种基于补偿器结构的LTR控制器设计方法。设计出的补偿器结构控制器的有如下特点:是开闭环稳定的控制器;对给定的回路传函恢复度,该控制器需要的增益和带宽要小于LQG/LTR控制器;对于相同的控制器增益,该控制器的回路传函恢复效果要好于LQG/LTR控制器;低增益和小带宽控制器能较好地摆脱控制力易饱和与控制过程易受噪声污染的困扰,这对结构控制的实际应用和推广有着非常重要的现实意义。最后,数值算例验证了该方法的有效性。     

基于离复位控制策略的结构振动控制研究

对于主动或半主动控制系统来说,目前有多种经典控制算法可以应用于结构控制,然而由于结构控制系统内嵌的参数不确定性、非线性行为和时变特征,这些常规算法的适用性和控制效率往往是不理想的.与之相反,模糊控制系统由于不依赖系统的精确数学模型即可有效实施控制,因而许多研究者转向考虑采用模糊控制途径实施结构控制以避免这些问题.模糊控制现阶段的难题在于控制规则的建立仍无系统的方法可循,一般采取半经验的方法.由于缺乏系统完整的分析和设计方法,模糊控制规则的建立通常需要进行反复的尝试或试验,存在一定的困难.针对这一难题,提出并发展了一种离复位控制策略,用以生成结构模糊控制系统的控制规则.以这种策略作为设计模糊控制规则库的依据,研究了一个底层设有主动拉索控制系统的多层结构的地震反应控制问题.在算例中,通过与线性二次型最优控制算法进行控制效果的对比,验证了它的合理性和有效性.     

自适应张弦梁结构的内力控制理论研究

自适应张弦梁结构是可根据外部荷载变化调节结构中的预应力, 实现对结构工作状态控制的智能结构. 该文首先分析自适应张弦梁结构的工作机理;然后建立结构的内力状态方程;接着对在风吸作用下下弦拉索退出工作的内力控制问题进行分析, 并建立相应的控制模型;再对在移动荷载作用下上弦梁受力不均匀的内力控制问题进行分析, 根据移动荷载的大小和移动速度, 将荷载空间划分为无时滞可控区域和有时滞控制区域, 并以结构最合理内力分布状态为目标分别建立各可控区域内力控制模型;最后通过数值算例验证该类结构的工作性能. 数值结果表明, 相对于普通张弦梁结构, 自适应张弦梁结构通过自适应控制能够降低结构的内力峰值和初始预应力水平要求, 并提高结构的承载力.     

试论工程爆破中的安全评估

本文结合工程爆破中安全评估工作的实践经验,分析讨论了工程爆破中安全评估的方法、组织形式、步骤、要求及注意事项,从而揭示了工程爆破中安全评估的重要性、必要性和科学性。     

高层钢结构抗风抗震控制若干问题探讨

综合了高层钢结构抗风抗震控制的发展。阐述了高层钢结构水平位移指标设计限值有待于进一步探讨。指出了现代控制技术对高层钢结构风振舒适度控制及外伸臂对框架－核心筒结构体系水平位移指标控制的实现。阐明了ＴＭＤ／ＴＬＤ及主动控制对高层钢结构抗风抗震控制的现实意义及发展。     

试论工程爆破中的安全评估

本文结合工程爆破中安全评估工作的实践经验，分析讨论了工程爆破中安全评估的方法、组织形式、步骤、要求及注意事项，从而揭示了工程爆破中安全评估的重要性、必要性和科学性。