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结构振动现代预测控制体系之研究

作　者: 张建华
导　师: 何玉敖
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 结构振动控制主动控制预测控制多模型控制平衡降阶法时滞
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

结构振动预测控制算法已被证明是一种有效的主动控制算法。它具有模型多样、计算量小以及鲁棒性强等优点。近几年来,预测控制的研究已经突破早期的研究框架,摆脱了单调算法的研究模式,开始了与各种现代控制策略相结合的研究,进一步增强了预测控制处理复杂对象、复杂任务和复杂环境的能力。基于这种事实,本文提出了结构振动现代预测控制体系的概念,并在此体系的框架下展开了一系列控制算法的研究。首先发展了结构振动的模态预测控制算法。针对高层建筑结构由于数学模型较高而带来的难以直接进行控制器设计的问题,采用平衡降阶法对结构模型进行降阶,取可控度较大的几阶模态进行控制,解决了控制对象的高阶性与控制器的低阶性之间的矛盾。从而形成一种完整的算法——基于平衡降阶法的结构振动模态预测控制。然后对十一层框架结构进行地震响应分析,数值仿真表明,该算法不但有效地抑制了结构的响应,而且很好地解决了时滞问题。针对预测模型及其参数的不确定问题,分别采用基于模型加权和基于模型切换两种多模型预测控制策略对结构进行控制,并分别通过数值仿真验证了这两种算法的有效性。最后指出了结构振动现代预测控制体系的后继研究方向;面对学术界对待结构控制的种种态度,对结构控制做了一些尝试性的哲学思考,并对结构控制的发展提出了一些建议。

全文目录

第一章绪论  6-17
  1.1 选题依据  6-7
  1.2 结构振动控制发展现状  7-12
  1.3 结构控制算法概述  12-15
  1.4 本文主要工作  15-17
第二章结构振动现代预测控制体系之构建  17-28
  2.1 引言  17
  2.2 预测控制的基本原理  17-21
  2.3 现代预测控制及研究动向  21-26
  2.4 结构振动现代预测控制体系  26-28
第三章结构振动的模态预测控制  28-43
  3.1 引言  28
  3.2 结构振动的模态控制法  28-32
  3.3 平衡降阶法的引出  32-36
  3.4 基于平衡降阶法的结构振动模态预测控制  36-40
  3.5 算例仿真  40-42
  3.6 结论  42-43
第四章结构振动的多模型预测控制  43-58
  4.1 引言  43-44
  4.2 基于预测的多模型模糊加权控制  44-49
  4.3 算例仿真  49-52
  4.4 结构振动的多模型切换预测控制  52-55
  4.5 算例仿真  55-57
  4.6 结论  57-58
第五章有关结构控制的几点思考  58-62
  5.1 体系的方向  58
  5.2 质疑的回击  58-60
  5.3 建议与展望  60-62
参考文献  62-65
发表论文和参加科研情况说明  65-66
致谢  66

结构振动现代预测控制体系之研究

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