基于二次型性能指標(biāo)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，包括了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算和結(jié)構(gòu)抗震措施等，其中地震作用是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制荷載之一。從結(jié)構(gòu)的抗震措施來(lái)看采用振動(dòng)控制的方式是一種積極有效的方法。本文采用振動(dòng)控制算法中的線性二次型高斯最優(yōu)控制，研究了在地震作用下的結(jié)構(gòu)控制作用系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，即控制器數(shù)量、位置以及控制作用參數(shù)同時(shí)優(yōu)化。全文可以分為四個(gè)部分，具體如下：
　　第一部分為最優(yōu)控制系統(tǒng)性能指標(biāo)增量的分析。本文首先分析了系統(tǒng)最優(yōu)

2、控制性能指標(biāo)增量的計(jì)算方法，系統(tǒng)的最優(yōu)控制是由系統(tǒng)控制性能指標(biāo)函數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)的，系統(tǒng)控制的結(jié)果使得系統(tǒng)性能指標(biāo)取得最小值，說(shuō)明此時(shí)為系統(tǒng)的最優(yōu)控制。而系統(tǒng)的控制作用對(duì)控制的效果以及系統(tǒng)控制作用分布的優(yōu)劣，又是以系統(tǒng)的性能指標(biāo)增量來(lái)定量分析的。在性能指標(biāo)增量計(jì)算方法的基礎(chǔ)上討論各控制作用對(duì)系統(tǒng)最優(yōu)控制性能指標(biāo)的貢獻(xiàn)；并針對(duì)不同結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證。
　　第二部分為系統(tǒng)控制律的降階及控制器的位置優(yōu)化。完善了離散時(shí)間系統(tǒng)控制律分段降階的方法

3、，并給出降階時(shí)選取控制器的誤差分析方法。應(yīng)用分段降階的方法，克服了撤除多個(gè)控制器反饋增益不變的限制，保證了在大型結(jié)構(gòu)中僅安裝少量控制器時(shí)系統(tǒng)控制器最優(yōu)布置計(jì)算的精確性。該設(shè)計(jì)方法使優(yōu)化控制器數(shù)量及位置和最優(yōu)控制反饋增益同時(shí)進(jìn)行，最終得到控制器綜合的優(yōu)化結(jié)果。
　　第三部分為控制系統(tǒng)的控制器參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。采用等效最優(yōu)控制特性法討論了被動(dòng)控制器的參數(shù)設(shè)計(jì)，即對(duì)其等效阻尼參數(shù)和等效剛度參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得出了可行的方法。
　　第四部分