論預(yù)測(cè)控制在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域的研究和應(yīng)用

1、論預(yù)測(cè)控制在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域的研究和應(yīng)用論預(yù)測(cè)控制在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域的研究和應(yīng)用內(nèi)容提示：結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制雖然在理論上己經(jīng)解決了很多復(fù)雜的控制問(wèn)題，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在許多問(wèn)題和困難，如測(cè)量和時(shí)滯的影響。而預(yù)測(cè)控制采用最優(yōu)估計(jì)理論，對(duì)對(duì)象未來(lái)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行優(yōu)化。預(yù)測(cè)控制應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，逐漸發(fā)展成為一種新型的控制方法，如今已在許多行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域取得不小的成功。延伸閱讀：模型算法控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制預(yù)測(cè)控制作者：何自強(qiáng)蔡鵬勞金箭董

2、江峰【論文關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制；預(yù)測(cè)控制；模型算法控制【論文摘要】：結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制雖然在理論上己經(jīng)解決了很多復(fù)雜的控制問(wèn)題，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在許多問(wèn)題和困難，如測(cè)量和時(shí)滯的影響。而預(yù)測(cè)控制采用最優(yōu)估計(jì)理論，對(duì)對(duì)象未來(lái)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行優(yōu)化。預(yù)測(cè)控制應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)，逐漸發(fā)展成為一種新型的控制方法，如今已在許多行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域取得不小的成功。目前，土木工程結(jié)構(gòu)控制通常采用經(jīng)典控制理論，使用基于傳遞函數(shù)模式的頻域分析法，或者采用

3、現(xiàn)代控制理論，使用基于狀態(tài)方程模式的時(shí)域分析法[1]。無(wú)論采用哪種方法，其特點(diǎn)都是基于模型的控制，通常認(rèn)為模型是已知的。傳統(tǒng)控制方法對(duì)解決高度非線性問(wèn)題、強(qiáng)禍合問(wèn)題等系統(tǒng)，缺乏實(shí)用有效的分析方法，其控制對(duì)象比較單一，輸入和輸出量比較簡(jiǎn)單。當(dāng)控制對(duì)象比較復(fù)雜時(shí)，就很難有效發(fā)揮作用，甚至是無(wú)能為力。因此，研究不依賴于精確模型、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單的控制算法對(duì)有效的減輕結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震等和困難。就結(jié)構(gòu)對(duì)象而言，傳統(tǒng)控制方法的不足主要表現(xiàn)在如下方面[3]:數(shù)

4、學(xué)建模和建筑結(jié)構(gòu)存在很大差異；外荷載具有不確定性，導(dǎo)致實(shí)際控制性和設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的差異；測(cè)量和時(shí)滯的影響等等。在實(shí)際控制中，傳感器采集到的信號(hào)不可避免的存在噪聲污染，而結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制一般采用實(shí)時(shí)控制方式，這就可能因測(cè)量過(guò)程中的未知因素的影響而造成觀測(cè)溢出和控制溢出，從而使得控制性能下降甚至可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，形成激勵(lì)，加速結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致災(zāi)難性后果。一般控制算法是假定在理想狀態(tài)下，即不存在時(shí)滯，但實(shí)際在測(cè)量轉(zhuǎn)化、信號(hào)處理、計(jì)算控制信號(hào)、施加控

5、制力都需要一定時(shí)間，從而造成控制的時(shí)滯。如果未考慮這個(gè)因素，就會(huì)造成控制效率下降，更嚴(yán)重的會(huì)造成控制結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。而預(yù)測(cè)控制采用最優(yōu)估計(jì)理論，由所測(cè)得的結(jié)構(gòu)反應(yīng)預(yù)測(cè)將要發(fā)生的結(jié)構(gòu)反應(yīng)或外部激勵(lì)，不斷修正預(yù)測(cè)律，針對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)反應(yīng)或外部激勵(lì)，計(jì)算施加的控制力序列，對(duì)對(duì)象未來(lái)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行優(yōu)化。利用預(yù)測(cè)模型可以預(yù)測(cè)系統(tǒng)從當(dāng)前狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)有限時(shí)域后的未來(lái)開(kāi)環(huán)特性根據(jù)該動(dòng)態(tài)特性可以得到最優(yōu)的控制序列，它使得預(yù)先指定的目標(biāo)函數(shù)有最小值。因此，預(yù)測(cè)