基于支持向量機的結構地震反應半主動控制研究.pdf

1、本文基于線性二次型(LQR)主動最優(yōu)控制算法，設計在地震作用下控制器的最優(yōu)主動控制力；然后，利用此最優(yōu)控制力結合半主動阻尼器裝置建立了結構-阻尼器控制系統(tǒng)，并展開地震作用下控制系統(tǒng)對結構的半主動控制研究。分析中，選用的結構為三層框架結構，四條地震波為：El-Centro波、Hachinohe波、Kobe波以及上海人工波，并將峰值地面加速度均調幅為0.1gal。半主動阻尼器裝置選取了半主動變阻尼器和目前應用較成熟的磁流變(MR)阻尼器。數(shù)

2、值模擬結果表明，無論是半主動變阻尼器還是MR阻尼器都能提供與LQR主動最優(yōu)控制算法計算的控制力相近，基本都能達到主動控制效果。而且，兩者對結構的位移、速度響應控制效果較好，但對加速度響應控制效果很一般或者會放大響應值。為解決該問題，本文提出基于支持向量機(SVM)半主動控制的方法。首先，構造SVM模型，然后，通過機器學習、離線訓練使其兼作控制系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器和控制器，并根據(jù)阻尼器的特點，引入半主動控制策略，實現(xiàn)SVM對建筑結構進行在線自

3、反饋的半主動控制。為了驗證控制方法的有效性，對地震作用下建筑結構基于SVM，半主動變阻尼器以及MR阻尼器的半主動控制進行了動力時程數(shù)值分析。數(shù)值結果表明，基于SVM的半主動變阻尼器能夠提高對結構層間位移的控制效果；而且，能夠抑制受控結構的加速度響應放大。基于SVM的MR阻尼器的半主動控制策略能夠抑制受控結構的加速度響應放大，而且具有明顯的控制效果；同時，也明顯提高了對結構層間位移的控制效果。因此，結構-SVM-阻尼器系統(tǒng)要比單純的結構-