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

1、土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，包括了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計體系、結(jié)構(gòu)抗震計算和結(jié)構(gòu)抗震措施等，其中地震作用是結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制荷載之一。從結(jié)構(gòu)的抗震措施來看采用振動控制的方式是一種積極有效的方法。本文采用振動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，即控制器數(shù)量、位置以及控制作用參數(shù)同時優(yōu)化。全文可以分為四個部分，具體如下：
　　第一部分為最優(yōu)控制系統(tǒng)性能指標增量的分析。本文首先分析了系統(tǒng)最優(yōu)

2、控制性能指標增量的計算方法，系統(tǒng)的最優(yōu)控制是由系統(tǒng)控制性能指標函數(shù)來評價的，系統(tǒng)控制的結(jié)果使得系統(tǒng)性能指標取得最小值，說明此時為系統(tǒng)的最優(yōu)控制。而系統(tǒng)的控制作用對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)的性能指標增量來定量分析的。在性能指標增量計算方法的基礎(chǔ)上討論各控制作用對系統(tǒng)最優(yōu)控制性能指標的貢獻；并針對不同結(jié)構(gòu)模型進行計算驗證。
　　第二部分為系統(tǒng)控制律的降階及控制器的位置優(yōu)化。完善了離散時間系統(tǒng)控制律分段降階的方法

3、，并給出降階時選取控制器的誤差分析方法。應用分段降階的方法，克服了撤除多個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系統(tǒng)控制器最優(yōu)布置計算的精確性。該設(shè)計方法使優(yōu)化控制器數(shù)量及位置和最優(yōu)控制反饋增益同時進行，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)化問題。采用等效最優(yōu)控制特性法討論了被動控制器的參數(shù)設(shè)計，即對其等效阻尼參數(shù)和等效剛度參數(shù)進行優(yōu)化，得出了可行的方法。
　　第四部分