應(yīng)用MBC策略的建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制.pdf

1、在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域，系統(tǒng)可取得的控制效果很大程度上依賴于控制算法，離開(kāi)了控制算法控制系統(tǒng)就難以發(fā)揮作用。結(jié)構(gòu)振動(dòng)技術(shù)實(shí)際上是把外界輸入的控制能量借助于控制裝置產(chǎn)生控制力施加于受控結(jié)構(gòu)，達(dá)到對(duì)其的有效控制。由于建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制問(wèn)題的特殊性和復(fù)雜性，如何尋求適用于建筑結(jié)構(gòu)主動(dòng)或半主動(dòng)控制技術(shù)的控制算法來(lái)完成控制能量的分配成為各國(guó)學(xué)者研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的經(jīng)典最優(yōu)控制算法等雖然能合理地分配控制能量，在數(shù)值分析上也能取得一定的控制效果，但因

2、其基于系統(tǒng)全狀態(tài)信息反饋，具有在線計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，控制系統(tǒng)反應(yīng)慢等缺點(diǎn)?；谑袌?chǎng)機(jī)制的控制(Market-Based Control，MBC)理論作為一種典型的基于非經(jīng)典信息的控制方法，其將自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)概念引入到系統(tǒng)控制技術(shù)中，通過(guò)模擬市場(chǎng)行為來(lái)完成控制系統(tǒng)中有限能量的Pareto最優(yōu)分配，使得虛擬市場(chǎng)中各經(jīng)濟(jì)個(gè)體的效用達(dá)到最大化。本文將MBC策略應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制問(wèn)題中，主要進(jìn)行了以下幾方面的工作： (1)總結(jié)和回顧了基于市場(chǎng)

3、機(jī)制的控制理論發(fā)展及研究歷程，同時(shí)介紹了MBC策略的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論基礎(chǔ)，闡述了結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制系統(tǒng)與自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制的相似性。MBC策略在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制中應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵在于供需函數(shù)的合理選取，文中總結(jié)了已有MBC策略的供需函數(shù)模型，同時(shí)提出了更適用于建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的改進(jìn)模型，并針對(duì)此改進(jìn)模型首次給出了確?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)定性的方法及供需函數(shù)模型中參數(shù)的確定方法，為實(shí)際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。最后通過(guò)數(shù)值算例驗(yàn)證了模型的有效性與優(yōu)越性。 (2)

4、將MBC策略應(yīng)用于磁流變阻尼器(Magnetorheological Damper，MRD)與隔震墊組成的半主動(dòng)隔震系統(tǒng)中，提出了相應(yīng)的半主動(dòng)控制策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)MRD電壓的實(shí)時(shí)控制。通過(guò)對(duì)一五層隔震結(jié)構(gòu)及Benchmark隔震結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析表明，該方法能脫離對(duì)結(jié)構(gòu)全局狀態(tài)信息的依賴性；同時(shí)能較好地利用MRD的阻尼特性，控制效果顯著。 (3)闡述了分散控制策略在高層建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制中應(yīng)用的必要性，給出了常用的分散控制算法并提出基于