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近些年来,中国已建立了许多大型建筑。由于庞大的自由度和空间的复杂性等特点,工程界和学术界越来越多的关注大跨度空间结构的抗震性能和空间受力特性。但是把控制系统引用到大跨度结构中的研究还是很少的。传统的控制算法数值分析上能取得一定的控制效果,但随着实际工程的运用逐渐暴露出局限性(例如基于系统全状态信息反馈,控制系统反应慢,具有在线计算时间长等)。因此,出现了分散控制系统来解决这样的问题,基于市场机制的控制(Market-Basexi Control,MBC)理论是一种多目标优化算法,属于分散控制方法。其将自由市场经济概念引入到系统控制技术中,并把自由经济市场中的价格理论引入到控制系统中,根据两者的相似性可将消费者和销售商分别替代受控结构和能量源系统,从而使虚拟的市场经济最大限度地发挥个人的有效性。 本文主要有了以下几方面的工作,对比了自由市场经济运行机制与结构振动控制系统的相似性。同时总结了已有MBC策略的供需函数模型,针对改进供需函数模型推导了MBC策略空间最优控制力的表达式,由此建立了空间结构的MBC控制算法,并推导了MBC控制系统空间稳定性的方法,为实际应用奠定了理论基础。最后数值模拟分析了一个平板网架结构在多维地震激励下的控制效果,验证了MBC模型的有效性与优越性。 控制系统的建立包括多维多点地震动空间场模型的建立,结合多维多点地震动特性,建立大跨空间结构的MBC控制模型,针对大跨度空间结构地震反应的特点,将MBC策略应用于磁流变阻尼器(MRD)出了相应的半主动控制策略,数值模拟分析了应用MBC半主动控制算法对一致激励或人造地震波激励的大跨度空间结构地震反应的控制效果。 阐述了大跨度建筑分散控制策略在结构振动控制中的运用,给出基于多市场机制的控制(Multi-Market Based Control,MMBC)算法并给出了常用的分散控制算法。并模拟了一网架受控结构。 本文对不确定建筑结构分散控制的问题进行了初步的研究,理论推到基于线性矩阵不等式方法的分散鲁棒MBC控制方法设计方法。对基于MBC理论的大跨空间结构整体控制体系进行结构扰动下的稳定性及鲁棒性研究。本文对于一个具有多个子结构的互联大跨空间结构,在它运行期间受到的不确定的结构扰动。某些子结构脱离了整体结构或者其中某个控制器由于故障等原因切除或重新投入等进行研究。数值分析表明,MBC理论中的控制策略具备根据各子结构状态实时确定自主控制律的功能。子结构失效时。仍能具有很好的稳定性。