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控制算法是主动控制和半主动控制研究的重要内容。其中,最优控制算法是非常有效的理论工具之一,已经在结构工程领域得到了广泛应用。现有的最优控制算法包括:经典最优控制算法、瞬时最优控制算法、还有作者所在课题组在综合前两种算法优点基础上提出的改进算法即序列最优控制算法。本文以装有理想MR阻尼器的智能隔震结构为研究对象,围绕基于状态反馈的最优控制算法的减震效果和稳定性,主要做了以下工作: 1)在小震下,结构采用线弹性模型,导出了基于状态反馈的三种最优控制力随时间的变化规律。根据MR阻尼器的工作特点,提出了一种半主动控制算法。在基于状态反馈的情况下,使三种最优控制算法处于同一控制能量下,对一智能隔震结构的动力响应进行了数值模拟。结果表明:序列最优控制算法的减震效果优于经典最优和瞬时最优。 2)在小震下,基于同一控制能量,采用输出反馈,与采用状态反馈所得结果相比较,并绘制了两种反馈下结构最大峰值响应相对于被动隔震削减比率的图表。图表中的数据表明:在相同的控制能量下,基于输出反馈的控制效果优于状态反馈,说明智能隔震结构采用输出反馈更加合理。 3)在大震下,结构一般都发生弹塑性变形,成为滞变体系,对于滞变体系的恢复力采用较为常用的Bouc—Wen模型。将滞变结构的状态方程等效线性化后,导出了滞变体系基于状态反馈的最优控制力随时间的变化规律。在基于状态反馈的情况下,对一智能隔震结构的动力响应进行了数值模拟。结果表明序列最优控制算法在削减隔震层最大峰值响应方面和经典最优控制算法接近,优于瞬时最优控制算法,但经典最优控制对上部结构响应的增大较大。 4)一个稳定的系统才能正常工作,研究系统的稳定性一向是控制理论首要解决的问题。由于Lyapunov第二方法的普遍适用性,本文采用Lyapunov第二方法判断最优控制算法的稳定性。数值模拟结果表明:对于小震下的线性系统,基于状态反馈的三种最优控制算法的稳定区间相近,都表现出良好的渐进稳定性;对于大震下的非线性系统,基于状态反馈的序列最优控制算法的稳定性明显优于经典最优和瞬时最优,表现出良好的渐进稳定性,而经典最优和瞬时最优的稳定性较差。