典型工程結(jié)構(gòu)分布式無線控制及實驗系統(tǒng)研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)振動會對結(jié)構(gòu)造成損壞，影響結(jié)構(gòu)的功能。結(jié)構(gòu)振動控制屬于控制領(lǐng)域和土木工程領(lǐng)域的交叉學(xué)科，結(jié)構(gòu)振動控制的研究方法包括主動控制，被動控制等，其中主動控制是在實際工程中得以應(yīng)用的控制方法。傳統(tǒng)的控制采用有線方式進行信息傳輸，但有線方式布線繁瑣、因線纜故障造成后期維護困難。無線控制的方式因無需布線的特點解決了有線控制方式的不便，但也引入了延時。所以，針對無線控制方式應(yīng)用到土木工程結(jié)構(gòu)減振時要解決延時問題。要解決延時問題可以進行延時補償，也可

2、以改進控制器中的控制算法。無線控制方式有集中式與分布式，集中式控制可能會因為唯一的控制器損壞而導(dǎo)致整個控制系統(tǒng)崩潰，已經(jīng)不適應(yīng)復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)控制使用。對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的每一個子系統(tǒng)分別用單獨的處理器進行處理，實現(xiàn)分布式控制，不僅可以防止因控制器損壞導(dǎo)致大控制系統(tǒng)癱瘓問題，而且可以進一步提高控制效果。因此，開展分布式無線控制研究具有重要的理論意義和實用價值。
　　針對上述問題，本文首先搭建了懸臂梁無線控制系統(tǒng)，以激光位移傳感器采集信號，dS

3、PACE做控制器，并嵌入了設(shè)計的加延時補償?shù)拇夘A(yù)測控制算法。分別對無延時、延時只在傳感器到控制器、延時在傳感器到控制器和控制器到驅(qū)動器都有這三種情況進行仿真與實驗分析，實驗結(jié)果表明，所設(shè)計的算法能夠?qū)哂醒訒r的懸臂梁無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有很好的控制效果:無延時情況下有控13秒左右恢復(fù)到靜止狀態(tài)，而無控需要23秒，時間縮短了43％;延時只在傳感器到控制器情況下有控18秒左右恢復(fù)到靜止狀態(tài)，而無控需要23秒，時間縮短了22％;延時在傳感器到控

4、制器和控制器到驅(qū)動器都有情況下有控20秒左右恢復(fù)到靜止狀態(tài)，而無控需要23秒，時間縮短了13％。
　　對三層彈簧鋼結(jié)構(gòu)模型分布式無線控制也進行了仿真與實驗。傳感器采集被控對象的信息，傳入控制器，控制器基于嵌入的控制算法，輸出的控制信號作用到驅(qū)動器（主動質(zhì)量阻尼裝置）上，對被控對象施加力的作用，以此完成對結(jié)構(gòu)模型的振動控制。實驗結(jié)果表明，所搭建的三層模型分布式無線控制系統(tǒng)能方便實現(xiàn)控制，所設(shè)計的模糊PID控制算法有很好的控制效果:固