基于支持向量機(jī)的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)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(shè)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(jié)合半主動阻尼器裝置建立了結(jié)構(gòu)-阻尼器控制系統(tǒng)，并展開地震作用下控制系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)的半主動控制研究。分析中，選用的結(jié)構(gòu)為三層框架結(jié)構(gòu)，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(diào)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(yīng)用較成熟的磁流變(MR)阻尼器。數(shù)

2、值模擬結(jié)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(dá)到主動控制效果。而且，兩者對結(jié)構(gòu)的位移、速度響應(yīng)控制效果較好，但對加速度響應(yīng)控制效果很一般或者會放大響應(yīng)值。為解決該問題，本文提出基于支持向量機(jī)(SVM)半主動控制的方法。首先，構(gòu)造SVM模型，然后，通過機(jī)器學(xué)習(xí)、離線訓(xùn)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(diǎn)，引入半主動控制策略，實現(xiàn)SVM對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jié)構(gòu)基于SVM，半主動變阻尼器以及MR阻尼器的半主動控制進(jìn)行了動力時程數(shù)值分析。數(shù)值結(jié)果表明，基于SVM的半主動變阻尼器能夠提高對結(jié)構(gòu)層間位移的控制效果；而且，能夠抑制受控結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)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(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)放大，而且具有明顯的控制效果；同時，也明顯提高了對結(jié)構(gòu)層間位移的控制效果。因此，結(jié)構(gòu)-SVM-阻尼器系統(tǒng)要比單純的結(jié)構(gòu)-