實時混合試驗的H∞控制.pdf

1、作為獲取地震作用下土木工程結(jié)構(gòu)響應和評價結(jié)構(gòu)動力性能的一種重要手段,實時混合試驗得到了世界各國學者的廣泛研究。實時混合試驗成功的關(guān)鍵是試驗子結(jié)構(gòu)與數(shù)值子結(jié)構(gòu)在邊界上協(xié)調(diào),這就需要作動器精確跟蹤數(shù)值子結(jié)構(gòu)傳遞來的命令信號。然而,由于實時混合試驗中電液伺服作動器的非線性等因素不可避免的引入了時滯,導致系統(tǒng)的等效阻尼比減小,影響試驗的精度甚至使試驗發(fā)散。同時,在進行試驗時,試驗子結(jié)構(gòu)進入非線性階段,導致作動器的跟蹤性能下降,也將對實時試驗造成

2、重大的影響。因此,良好的加載控制有助于實時混合試驗的成功。
　　本文針對實時混合試驗的各種不確定性展開了魯棒性研究,主要進行了以下工作:
　　1、研究了標準H∞控制的2-Riccati方程求解方法,引入了H∞控制的積分控制,給出了設(shè)計中權(quán)函數(shù)選取原則,進行了權(quán)函數(shù)對被控系統(tǒng)的動態(tài)性能和抗干擾(輸出端干擾、控制器輸出干擾)性能的影響分析,并完成了數(shù)值算例。
　　2、針對作動器非線性模型,設(shè)計了H∞控制器、PID控制器和內(nèi)

3、部模型控制器,進行了建模誤差、試件參數(shù)變化、外界干擾以及測量噪聲的魯棒性研究,并完成了線彈性試件和非線性試件的實時混合試驗數(shù)值仿真。結(jié)果表明,依據(jù)確定性的模型設(shè)計得到的控制器當考慮各種不確定性時,H∞控制器具有較強的魯棒性。
　　3、對FTS實時混合試驗系統(tǒng)進行了系統(tǒng)識別和理論建模,設(shè)計了H∞控制器和PI控制器,進行了系統(tǒng)性能分析以及不同結(jié)構(gòu)的實時混合試驗數(shù)值仿真;提出了具有積分性質(zhì)的控制器的切換控制方法,并完成了線性彈簧試件的實