建筑結(jié)構(gòu)非線性振動(dòng)控制的研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)的主動(dòng)和半主動(dòng)控制器在設(shè)計(jì)過程中，需依賴精確的數(shù)學(xué)模型。然而對于大型土木工程結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量、剛度、阻尼均無法精確確定，且在強(qiáng)震激勵(lì)下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生屈服進(jìn)入非線性。綜上原因，基于名義線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制器必然存在諸多問題。如何在原有線性控制算法的基礎(chǔ)上，考慮非線性和參數(shù)攝動(dòng)對控制效果的影響，是目前的研究熱點(diǎn)。本文針對非線性和參數(shù)攝動(dòng)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制問題展開研究，主要內(nèi)容如下:
　　(1)針對經(jīng)典線性最優(yōu)(LQR)控制算法中權(quán)

2、矩陣系數(shù)Q和R難以確定的問題，利用遺傳算法對Q和R進(jìn)行了優(yōu)化分析。定義了遺傳算法中的目標(biāo)函數(shù)，得到了LQR控制器中Q和R的全局最優(yōu)解。并以框架結(jié)構(gòu)為例，驗(yàn)證了通過遺傳優(yōu)化得到的LQR控制器對線彈性結(jié)構(gòu)層間位移和加速度良好的減震效果。
　　(2)基于鋼筋混凝土三線型剛度退化模型，分析了結(jié)構(gòu)的塑性特性。利用(1)中設(shè)計(jì)的LQR控制器對彈塑性結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，結(jié)果表明，在罕遇地震作用下，基于線性模型設(shè)計(jì)的LQR控制器并不完全適用于非線性結(jié)構(gòu)

3、。
　　(3)為使傳統(tǒng)控制算法更適應(yīng)于非線性結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制，提出將模糊控制器和LQR控制器聯(lián)合應(yīng)用，共同控制彈塑性結(jié)構(gòu)。對比分析了不同控制條件下線性模型和彈塑性模型的時(shí)程曲線，結(jié)果表明:罕遇地震下，模糊控制器彌補(bǔ)了結(jié)構(gòu)參數(shù)非線性對振動(dòng)控制產(chǎn)生的影響，提高了減震率;多遇地震下，由于結(jié)構(gòu)參數(shù)沒有進(jìn)入非線性階段，此時(shí)模糊控制器不發(fā)揮作用。
　　(4)探究了非線性魯棒控制算法，在理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，提出了利用非線性魯棒控制算法和LQR