基于模糊控制的建筑結構振動分散控制理論與計算方法.pdf

1、傳統(tǒng)的結構振動控制算法通常需要精確的數(shù)學模型參數(shù)。土木工程結構包括受力的結構構件和不受力的非結構構件，所以建模時難以得到模型的真實參數(shù)，結構振動過程的剛度、質量的變化也會對結算結果有影響。因此，研究不依賴于精確計算模型、調節(jié)簡單的模糊控制是結構振動控制發(fā)展的一個熱點問題。傳統(tǒng)的結構控制系統(tǒng)采用的集中控制模式是單點的，一個控制器的故障會導致整個控制系統(tǒng)的失效。分散控制是將被控結構被劃分成一系列子系統(tǒng)，每一個子系統(tǒng)使用局部信息獨立地控制，提

2、高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文針對建筑模型在地震作用下的結構振動控制問題，引入了模糊控制算法以及分散控制策略，使用MATLAB軟件進行編程和計算，主要研究了以下幾個方面的內容:
　　1、對模糊邏輯控制算法、分散控制策略和線性二次型(LQR)重疊分散控制算法進行了理論分析。
　　2、針對地震激勵下高層建筑結構振動半主動控制問題，引入模糊邏輯控制理論，解決了傳統(tǒng)控制算法需要精確的力學數(shù)學模型的復雜性問題。對20層Benchmark模

3、型設計了模糊控制器，MR阻尼器采用層間驅動的方式，考慮了MR阻尼器的只能輸出阻止結構運動的控制力特性。仿真結果表明模糊控制可以有效控制地震作用下高層建筑結構的層間位移。
　　3、針對地震激勵下高層建筑結構集中控制策略容易出現(xiàn)的問題，同時引入分散控制策略和模糊控制理論，對20層Benchmark模型設計了模糊分散控制器，作動器采用直接驅動的方式，仿真結果表明模糊分散控制可以實現(xiàn)與LQR分散控制較為接近的控制效果。同時驗證了模糊分散控

4、制具有結構剛度變化時的魯棒性以及傳感器失效時的穩(wěn)定性。
　　4、針對地震激勵下多層建筑的結構振動控制問題，對某6層剪切型框架模型，采用層間驅動以及直接驅動兩種MR阻尼器的安置方式，分別設計了地震作用下多層建筑結構振動的模糊控制器。仿真結果表明當MR阻尼器采用層間驅動方式時，模糊控制的位移控制效果良好，但加速度控制效果較差。當MR阻尼器采用支撐于大地的直接驅動方式時，仿真結果表明其位移和加速度的控制效果均良好。同時比較了開環(huán)、閉環(huán)以