建筑结构振动优化混合控制

本文采用混合控制方法对滞回非线性建筑结构的抗震控制进行研究,给出优化控制 算法,并对其充要条件进行论证。其中,被动控制采用基底橡胶支撑,主动控制采用主动质 量阻尼器（ＡＴＭＤ）,结构非线性恢复力采用Ｗｅｎ模型形式。算例计算结果表明,建筑结构的 混合控制方法的效果明显优于被动控制方法。另外,文中所用控制策略同样也适合于其它组 成形式的混合控制,如主动作动器和摩擦型基底隔离组成的混合控制等。     

一种随机振动模型结构辨识方法

利用时序分析中估计自回归模型参数的理论，导出了高阶矩Ｙｕｌｅ－Ｗａｌｋｅｒ方程，并给出了一种模型结构辨识方法，从而减少了分析时的盲目性，提高了辨识精度。     

直升机结构响应混合鲁棒控制研究

为解决满足控制系统的自适应性与在线计算量小的要求,本文提出了多输入、多输出直升机结构响应混合鲁棒控制决策,首先利用混合灵敏度设计方法设计出鲁棒反馈控制器,在此基础上引入基于FXLMS方法设计的自适应前馈控制器,形成自适应前馈-鲁棒反馈的混合控制,设计控制器的原始参数取自离线计算与识别,将计算工作量放在设计阶段,而只需很小的在线调整前馈控制器的计算量。进行了直升机结构模型的鲁棒控制仿真计算,与自由-自由梁的鲁棒控制与混合鲁棒控制的试验研究。结果表明本文方法的可行性与有效性。     

粘滞阻尼减震结构最优极点配置与随机振动分析

粘滞阻尼器可看作仅能提高结构的阻尼而不增加结构刚度,使状态反馈增益矩阵中相应于位移分量的刚度矩阵系数为零,针对LQR算法对此无法实现的事实,在文献[1]的基础上提出一种基于粘滞阻尼减震结构的最优极点配置算法。首先,建立了大、小震作用下粘滞阻尼结构的数学模型,确立了统一的状态空间表达形式,在考虑外界扰动的情形下采用传递函数理论分析了零极点配置对系统性能的影响;其次,详细介绍了基于粘滞阻尼减震结构的零极点配置算法;最后,将随机振动的虚拟激励法与给定极点配置算法结合对给定工程算例进行了随机响应进行了分析,结果表明本文算法与分析的有效性与正确性。     

随机结构复合随机振动分析的概率密度演化方法

提出了随机结构复合随机振动分析的概率密度演化方法.通过引入扩展状态向量,构造具有随机初始条件的状态方程,导出了复合随机振动反应的概率密度演化方程.结合精细时程积分方法和Lax-Wendroff差分格式对概率密度演化方程提出了数值求解方法.进行了八层层间剪切框架结构复合随机振动反应的概率密度演化分析,证明提出的方法具有计算高效、收敛性稳定与精度高的特点.研究表明:随着时间的增长,复合随机振动反应概率密度曲线趋于复杂,基于正态分布假定的二阶矩分析方法可能造成可靠度分析结果的显著偏差.与仅考虑结构参数随机性和仅考虑输入随机性时的结构反应相比,复合随机振动反应概率密度曲线峰值降低、分布变宽,且随机涨落显著增强.     

双振动台随机振动综合控制研究

阐述了应用于双振动台随机振动综合控制系统的理论框架和试验控制方法。在不考虑互谱的情况下，本文提出一种新的比例均方根修正算法，能够快速平稳地使控制谱得到收敛，并满足参考谱的要求。同时针对多点加权综合控制的问题，首次提出了用最优条件数选取主控矩阵的方法，该方法具有最优的数值稳定性，可实现综合控制的所有要求。试验结果表明各项控制精度均满足实际工程要求。     

多态混合控制的控制机理

多态混合控制是一种新型的半主动，半被动的结构控制技术，本文揭示了多态混合控制的控制机理，指出了该控制具有明显的自适应性，数值仿真表明，其控制效果显著。     

工程结构混合离散变量优化的模拟退火方法

本文针对工程结构优化设计中普遍存在的混合离散变量的现象，探索了应用模拟退火算法直接获得最优解的方法，从而不再对离散变量作“规格化”后处理。文中根据混合离散变量的特点，提出了几种邻域状态的产生函数和迭代方案，给出了适宜的模拟退火过程的冷却进度表。算例表明该方法能有效地解决工程结构混合离散变量的优化问题。     

基于磁流变阻尼器的结构振动优化控制

磁流变（MR）阻尼器利用MR流提供可控性是当今最新的半主动控制装置，工程应用前景十分广阔，但由于MR阻尼器所固有的高度非线性动特性，使得描述其阻尼力-输入电压关系的逆向动特性的数学模型很难得到，而逆向动特性模型对实现整个控制策略又是至关重要的。本项研究针对这一问题提出运用神经网络技术建立MR阻尼器的神经网络模型来模拟其逆向动特性，并设计与之相适应的控制系统，建立起基于MR阻尼器的结构振动控制的有效分析方法，通过数值仿真结果探讨所提出的结构控制策略的有效性。     

基于最优极点配置的混合轴承-转子系统振动控制

针对电液伺服控制的主动混合滑动轴承,研究了基于最优极点配置的转子振动控制方法和策略.根据扰动压力法求解非线性Reynolds方程及流量平衡方程得到轴承和伺服控制系统线性化的动态特性系数,用以建立系统线性状态空间模型;给出了极点配置和最优控制相结合的状态空间反馈控制策略,以克服多输入系统常规极点配置方法状态反馈不唯一的缺陷.计算结果表明,由于转子不平衡或同步激励引起的转子振动得到了有效抑制,在外部突发激励作用下,转子也具有优越的动态响应特性,验证了控制方法的有效性.     

结构振动控制中的弹性波主动控制技术

本文概述了结构振动主动控制中模态控制方法的局限性,讨论了弹性波主动控制技术的发展过程,重点总结和评述了近年来弹性波主动控制技术的一些特点。     

空间刚柔性机械臂振动抑制的LQ最优控制方法

以双连杆空间刚柔性机械臂为对象,建立了非线性动力学方程。运用线性二次型最优控制方法讨论机械臂消除残余振动的控制问题,给出相应的最优控制规律,通过算例仿真计算,表明控制规律的有效性。     

数字随机振动控制系统改进设计

本文运用控制和通信理论设计出新一代数字随机振动控制系统ＤＲＶＣ－Ⅱ型机。由ＰＣ微机和ＴＭＳ３２０２０信号处理器及智能接口构成主从系统，在保持原数字随机振动控制系统ＤＲＶＣ—Ⅰ的优点基础上，系统的回路速度大为提高，系统的结构更为紧凑，整个系统具有了更高的性能价格比。     

结构振动控制系统最优控制力及控制作用最优分布的一般算法

基于随机最优控制的分离原理,在独立的模态空间中,得出了结构振动控制系统最优控制力、控制作用最优分布、结构振动控制系统受控响应、结构振动控制系统控制溢出等问题的一般算法,阐明了这些问题对应用研究及工程实践的理论意义。     

一种严密的结构最优控制极值条件及算法实现

针对结构振动控制的特点,导出了可用于时域响应最优控制的极值条件。该组表达式对于采用线性二次型最优控制的强迫振动系统而言,是概念上严密的极值条件。对比了几种现有最优控制算法的思路,介绍了对结构控制算法建模思路进行改进的技术要点。利用伴随方程与状态方程形式上的相似性,用数值方法实现了一种新的结构最优控制算法。选用由作者承担设计过的三个实际隔震工程作为算例,对比了输入三种不同地震波时各种算法在模型表达和减震效果上的几个重要特点。     

基于预测算法的结构振动半主动控制

根据离散时间状态下的Newmark时域积分方法预测结构响应值,通过在一定范围内寻找适当的控制力参数使目标函数最优,达到对结构振动响应的预测控制。对地震波作用下配置磁流变阻尼器的的两层框架结构进行数值分析,讨论控制策略中有关参数变化对振动抑制效果的影响。分析结果表明基于Newmark-β预测算法的结构振动响应半主动控制优于基于全局最优解的经典反馈控制系统,控制效果明显、鲁棒性好。     

结构振动AMD控制系统主动控制力特征指标与分析

首先提出了定量化研究结构振动的主动质量驱动AMD(Active Mass Driver)控制系统主动控制力方向等特征的一系列指标,包括表征主动控制力与质量块相对运动速度和相对运动位移等的方向关系、主动控制力与AMD子系统惯性力峰值和均方值的比例关系等指标。其次以一个单自由度结构受AMD系统控制为分析对象,设计三组代表性工况进行数值分析,采用经典线性二次型最优LQR(Linear Quadratic Regulator)控制算法,研究了AMD系统主动控制力特征指标、结构振动控制效果与控制算法参数和系统输入荷载等的相互关系,系统地分析和总结了AMD系统主动控制力特性及其控制效果影响因素。最后基于定量和定性分析结果,得出不能采用半主动变阻尼控制装置取代AMD系统中的作动器来实现主动控制的结论。