動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)滯輸出反饋控制及其應(yīng)用.pdf

1、動(dòng)力系統(tǒng)控制需根據(jù)一定的控制算法來(lái)采集結(jié)構(gòu)響應(yīng)、做出控制決策、傳遞信息并調(diào)節(jié)作動(dòng)器的參數(shù)。這樣的控制鏈?zhǔn)沟媒Y(jié)構(gòu)振動(dòng)的主動(dòng)控制系統(tǒng)不可避免地存在時(shí)滯。大型動(dòng)力系統(tǒng)振動(dòng)控制的另一個(gè)重要問(wèn)題是狀態(tài)變量的測(cè)量。實(shí)現(xiàn)狀態(tài)反饋需要測(cè)量所有的狀態(tài)變量,這在一般情況下是困難的。因此,結(jié)構(gòu)振動(dòng)的輸出反饋控制在實(shí)際應(yīng)用中起著重要作用。綜合考慮上述兩方面的因素,本文研究動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)滯輸出反饋控制,通過(guò)部分可測(cè)輸出量實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的主動(dòng)振動(dòng)控制。首先將系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)

2、微分方程改寫成狀態(tài)空間模型,其控制輸入中存在時(shí)滯。再利用一個(gè)線性項(xiàng)加積分項(xiàng)的變換將原時(shí)滯輸入系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成無(wú)時(shí)滯的形式。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用輸出反饋原理和合理的性能指標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的最優(yōu)控制律。接下來(lái)以一個(gè)三層建筑結(jié)構(gòu)為例,研究系統(tǒng)在地震載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng),在數(shù)值計(jì)算中,時(shí)滯量取為采樣周期的整數(shù)倍,積分步長(zhǎng)取為采樣周期,不同的時(shí)滯參數(shù)對(duì)控制效果影響是不同的,同時(shí)也進(jìn)一步驗(yàn)證了如果控制系統(tǒng)中含有時(shí)滯參數(shù),但是在設(shè)計(jì)控制律時(shí)忽略時(shí)滯參數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致系

3、統(tǒng)失穩(wěn)。同樣將所設(shè)計(jì)的控制律應(yīng)用到兩種不同路面激勵(lì)的1/4車輛懸掛系統(tǒng)中。兩種模型的仿真結(jié)果表明,本文提出的時(shí)滯輸出反饋控制律是有效且實(shí)用的。由于主動(dòng)控制在實(shí)際應(yīng)用中需要外界提供大量能量,限制了控制的實(shí)現(xiàn),但是半主動(dòng)控制穩(wěn)定且只需要外界提供使其開(kāi)啟的少量能量,所以本文研究了半主動(dòng)控制。以前面提出的時(shí)滯主動(dòng)控制律為基礎(chǔ),以開(kāi)關(guān)控制策略為依據(jù)設(shè)計(jì)了動(dòng)力系統(tǒng)振動(dòng)的時(shí)滯輸出反饋半主動(dòng)控制律,并將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)和1/4車輛模型進(jìn)行數(shù)值仿真,將仿