典型工程結(jié)構(gòu)分布式無(wú)線控制及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)振動(dòng)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成損壞，影響結(jié)構(gòu)的功能。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制屬于控制領(lǐng)域和土木工程領(lǐng)域的交叉學(xué)科，結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究方法包括主動(dòng)控制，被動(dòng)控制等，其中主動(dòng)控制是在實(shí)際工程中得以應(yīng)用的控制方法。傳統(tǒng)的控制采用有線方式進(jìn)行信息傳輸，但有線方式布線繁瑣、因線纜故障造成后期維護(hù)困難。無(wú)線控制的方式因無(wú)需布線的特點(diǎn)解決了有線控制方式的不便，但也引入了延時(shí)。所以，針對(duì)無(wú)線控制方式應(yīng)用到土木工程結(jié)構(gòu)減振時(shí)要解決延時(shí)問(wèn)題。要解決延時(shí)問(wèn)題可以進(jìn)行延時(shí)補(bǔ)償，也可

2、以改進(jìn)控制器中的控制算法。無(wú)線控制方式有集中式與分布式，集中式控制可能會(huì)因?yàn)槲ㄒ坏目刂破鲹p壞而導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)崩潰，已經(jīng)不適應(yīng)復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)控制使用。對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的每一個(gè)子系統(tǒng)分別用單獨(dú)的處理器進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)分布式控制，不僅可以防止因控制器損壞導(dǎo)致大控制系統(tǒng)癱瘓問(wèn)題，而且可以進(jìn)一步提高控制效果。因此，開展分布式無(wú)線控制研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文首先搭建了懸臂梁無(wú)線控制系統(tǒng)，以激光位移傳感器采集信號(hào)，dS

3、PACE做控制器，并嵌入了設(shè)計(jì)的加延時(shí)補(bǔ)償?shù)拇?jí)預(yù)測(cè)控制算法。分別對(duì)無(wú)延時(shí)、延時(shí)只在傳感器到控制器、延時(shí)在傳感器到控制器和控制器到驅(qū)動(dòng)器都有這三種情況進(jìn)行仿真與實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的算法能夠?qū)哂醒訒r(shí)的懸臂梁無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)有很好的控制效果:無(wú)延時(shí)情況下有控13秒左右恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)，而無(wú)控需要23秒，時(shí)間縮短了43％;延時(shí)只在傳感器到控制器情況下有控18秒左右恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)，而無(wú)控需要23秒，時(shí)間縮短了22％;延時(shí)在傳感器到控

4、制器和控制器到驅(qū)動(dòng)器都有情況下有控20秒左右恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)，而無(wú)控需要23秒，時(shí)間縮短了13％。
　　對(duì)三層彈簧鋼結(jié)構(gòu)模型分布式無(wú)線控制也進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)。傳感器采集被控對(duì)象的信息，傳入控制器，控制器基于嵌入的控制算法，輸出的控制信號(hào)作用到驅(qū)動(dòng)器（主動(dòng)質(zhì)量阻尼裝置）上，對(duì)被控對(duì)象施加力的作用，以此完成對(duì)結(jié)構(gòu)模型的振動(dòng)控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所搭建的三層模型分布式無(wú)線控制系統(tǒng)能方便實(shí)現(xiàn)控制，所設(shè)計(jì)的模糊PID控制算法有很好的控制效果:固