動力系統(tǒng)的時滯輸出反饋控制及其應(yīng)用.pdf

1、動力系統(tǒng)控制需根據(jù)一定的控制算法來采集結(jié)構(gòu)響應(yīng)、做出控制決策、傳遞信息并調(diào)節(jié)作動器的參數(shù)。這樣的控制鏈使得結(jié)構(gòu)振動的主動控制系統(tǒng)不可避免地存在時滯。大型動力系統(tǒng)振動控制的另一個重要問題是狀態(tài)變量的測量。實現(xiàn)狀態(tài)反饋需要測量所有的狀態(tài)變量,這在一般情況下是困難的。因此,結(jié)構(gòu)振動的輸出反饋控制在實際應(yīng)用中起著重要作用。綜合考慮上述兩方面的因素,本文研究動力系統(tǒng)的時滯輸出反饋控制,通過部分可測輸出量實現(xiàn)整個系統(tǒng)的主動振動控制。首先將系統(tǒng)的運動

2、微分方程改寫成狀態(tài)空間模型,其控制輸入中存在時滯。再利用一個線性項加積分項的變換將原時滯輸入系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成無時滯的形式。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用輸出反饋原理和合理的性能指標函數(shù)設(shè)計出系統(tǒng)的最優(yōu)控制律。接下來以一個三層建筑結(jié)構(gòu)為例,研究系統(tǒng)在地震載荷下的動態(tài)響應(yīng),在數(shù)值計算中,時滯量取為采樣周期的整數(shù)倍,積分步長取為采樣周期,不同的時滯參數(shù)對控制效果影響是不同的,同時也進一步驗證了如果控制系統(tǒng)中含有時滯參數(shù),但是在設(shè)計控制律時忽略時滯參數(shù)可能會導(dǎo)致系

3、統(tǒng)失穩(wěn)。同樣將所設(shè)計的控制律應(yīng)用到兩種不同路面激勵的1/4車輛懸掛系統(tǒng)中。兩種模型的仿真結(jié)果表明,本文提出的時滯輸出反饋控制律是有效且實用的。由于主動控制在實際應(yīng)用中需要外界提供大量能量,限制了控制的實現(xiàn),但是半主動控制穩(wěn)定且只需要外界提供使其開啟的少量能量,所以本文研究了半主動控制。以前面提出的時滯主動控制律為基礎(chǔ),以開關(guān)控制策略為依據(jù)設(shè)計了動力系統(tǒng)振動的時滯輸出反饋半主動控制律,并將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)和1/4車輛模型進行數(shù)值仿真,將仿