球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振主動(dòng)控制研究.pdf

1、球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為典型的桿系結(jié)構(gòu)之一,其不但具有合理的受力特性,且擁有優(yōu)美的結(jié)構(gòu)形式、超大的跨越能力,因而它們受到當(dāng)代建筑師的青睞,被廣泛地應(yīng)用于體育館、飛機(jī)場(chǎng)、火車站、會(huì)展中心等大型集會(huì)場(chǎng)所中。但由于這類結(jié)構(gòu)剛度低,阻尼小等原因,使其在風(fēng)荷載作用下容易發(fā)生破壞,因此采用什么樣的方法來減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)振破壞就顯的很重要了。本文基于球面網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式,采用數(shù)值分析的方法研究了主動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)減小球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響,本文的主要工作有以下幾方

2、面:
　　(1)分析了風(fēng)荷載的一些基本性質(zhì),采用線性濾波法,編寫了與其相關(guān)的MATLAB程序,并模擬了球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中各節(jié)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程,然后生成相應(yīng)的風(fēng)荷載時(shí)程。
　　(2)研究了球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其抗風(fēng)原理,及主動(dòng)控制器的控制力位置矩陣的集成方法。
　　(3)基于現(xiàn)代空間理論建立了系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型,分析了線性二次型經(jīng)典最優(yōu)控制律的基本原理,并編寫了其主動(dòng)控制算法程序,對(duì)球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)振主動(dòng)控制進(jìn)行模

3、擬仿真,得到無控、受控下球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)。
　　(4)以線性二次型性能泛函最小值為優(yōu)化準(zhǔn)則,利用MATLAB軟件中的遺傳算法工具箱對(duì)球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中作動(dòng)器的位置進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果表明:利用遺傳算法對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行優(yōu)化,可以提高優(yōu)化的效率,且保證了結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化性。通過分析控制效果系數(shù)確定了球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中作動(dòng)器的數(shù)目。表明了線性二次型性能泛函最小值準(zhǔn)則的正確性及遺傳算法的有效性和適用性。
　　通過本文的分析表明:采用線性二次型