建筑结构主动控制模型降阶方法研究

来源 :河海大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shijianwu2003
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我国处于地震多发地带,对高层建筑结构进行振动主动控制可以有效地减轻地震灾害的影响。高层建筑结构往往具有较大的自由度,如果直接进行控制器设计,不但成本高、设计复杂,而且计算量大,不便于控制系统的实时实现。为了简化控制器的设计及减少计算量,模型必须进行降阶处理。控制系统的模型降阶方法有别于常规的模型降阶方法,在降阶过程中须考虑系统的控制效果,目前研究较少。本文将以八层建筑结构为研究对象,研究内容包括传统模型降阶方法、线性控制系统模型降阶方法。此外还介绍了非线性控制系统模型降阶方法。具体内容包括:1)、介绍传统的模型降阶方法、控制系统相关的线性、非线性模型降阶方法的研究现状。2)、介绍了Matlab软件及Simulink仿真模块,最优控制算法的实现过程,建立了一个八层的建筑模型并给出了控制的仿真结果。3)、论述了传统模型降阶方法中具有典型意义的集结法、ⅠRS法、ⅡRS法、时间矩匹配法、正规摄动法和Routh近似法的降阶过程。4)、分析了目前在控制系统中采用的模型降阶方法的降阶过程。5)、以集结法、ⅠRS法、ⅡRS法、平衡降阶方法和代价分析法为例,编制了八层的建筑模型的降阶程序。在分析各种降阶方法特点的基础上,本文提出了控制效率这个新的评价指标,并通过控制效率、可靠性和可控度对这五种降阶方法进行了分析和比较。6)、介绍了非线性控制模型降阶方法的降阶过程,并以一个八层非线性建筑模型为例说明基于经验可控性/可观性格拉姆矩阵的平衡降阶方法的具体实现过程。7)、总结和展望,对本文工作做了总结,并对以后需要研究的工作提出了自己的见解。
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