Feedback-feedforward control of structures under seismic excitation

While the base acceleration resulting from a seismic activity on a civil engineering structure is not known a priori, it can be measured in real time. In this paper, it is shown that this extra information can be used for achieving a better control of the structure with little additional effort. The approach taken is to augment the equations of motion for the structural system with an appropriate model of the earthquake excitation based on filtering a Gaussian white noise process. The augmented equations of motion are used to determine a control which utilizes both feedback and feedforward compensation. The feedback loop incorporates measurements of the response of the structure into the control law. The information from both the structure and the earthquake excitation model is utilized in the feedforward control law with an observer designed to estimate the states of the eartquake model based upon the base acceleration measurements. A quadratic performance index is used as a measure of optimality of the control algorithms. Results are given which indicate that the proposed method offers advantages in performance over the control method employing only state feedback and that it is also able to improve upon results of the recently develped instntaneous control algorithms. It is also shown that the nostationarity in the earthquake excitation can often be neglected in practical design of linear systems. Finally, a discussion is given of how the method might be coupled with equivalent linearization techniques and extended for use with nonlinear structures.     

概周期过程周期初态的虚拟寻优法

概周期过程最优控制的核心是周期初态的寻优。本文提出一种虚拟寻优法,再配之以周期之间适当的状态连接,既大大减少了计算量和存贮量,又收到了较好的优化效果。水厂最优控制的仿真验证了本文方法的有效性。     

基坑支护工程的优化设计研究

通过基坑工程实例,对深基坑支护结构的优化设计进行了探讨,结果表明,在基坑支护设计中综合利用各方面因素,因地制宜,将具有良好的社会效益和经济效益。     

基于解耦子波和优化神经网络的大坝变形预测

针对提高神经网络对大坝变形的预测能力,在对Murtagh提出的、小波与神经网络相结合的、用于复杂时间序列预测的“三阶段”策略进行改进的基础上,发展了一个解耦子波和优化神经网络优势联合的预测模型。首先,利用冗余Haar小波变换的拟小波包特性提出了基于能量谱主峰重构的动力解耦空间构建技术,并将其替代“三阶段”策略中的第1阶段,从而为神经网络的应用创建了良好的平台;再者,利用最优脑外科医生进行网络结构修剪,建立了神经网络自身优化的“优化–时新窗”技术,并将其替代“三阶段”策略中的第2阶段,从而优化了神经网络的内部环境。改进后的模型增强了对复杂动力系统的适应和处理能力。在大坝变形预测应用中,多个评价指标说明,该模型的性能比“三阶段”策略有显著提高。     

建筑设计中的节能生态适宜策略

根据目前建筑业的能耗情况,从建筑设计角度探讨了节能生态适宜策略,并对建筑外墙保温隔热、门窗节能、楼地面节能、遮阳设计作了全面阐述,通过利用适宜设计手法和节能生态技术,从而减少碳排放量,实现低碳节能的目标。     

多层异形柱住宅结构优化设计与实例分析

针对多层异形柱住宅结构的优化设计进行了探讨,根据建筑设计要求确定可能的结构布置方案,利用结构设计软件进行分析,并通过综合考虑抗震性能和构件延性指标评判相对较优方案,得出异形柱框架—剪力墙结构方案,抗震延性优于其他方案,且经济性相对较好。     

徽州民居自然通风优化设计方法

要徽州民居的天井在诸多方面对其室内环境起着调节作用。然而研究表明徽州民居内部存在通风不均匀的状况,徽州民居自身外墙开窗不足,缺乏风压通风是主要原因之一。采用CFD模拟的方式探索徽州民居自然通风优化设计方法,以期应用于新民居建设,实现低代价节能。研究发现竖长型天井综合效果最佳,迎风面略增加开口能显著降低总体空气龄,背风面开口能产生穿堂风,而其位置对于室内总体空气龄影响不大。     

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。     

C50抗氯盐高性能混凝土配合比设计试验研究

本文以LucianoJ和Mihenberger提出的预测混凝土中氯离子扩散系数的数学模型为指导,结合配制高耐久性混凝土对水胶比、砂率等参数的要求,利用专业的非线性规划求解软件Lingo进行了理论配合比计算,并在理论配比的基础上设计了一个正交试验方案,通过正交试验优选出了一组最佳配比。     

利用水位恢复资料求解水文地质参数的新方法

针对目前利用水位恢复期的降深资料求解水文地质参数所存在的问题,以泰斯非稳定流计算公式为基础,通过对井函数的优化拟合,建立了一个一元线性回归方程,利用求解回归方程中的待定常数反求含水层的水文地质参数,与传统的其它计算方法比较,本文方法具有计算简捷,不依赖图表,求解精度高等优点。