典型工程結構分布式無線控制及實驗系統(tǒng)研究.pdf

1、結構振動會對結構造成損壞，影響結構的功能。結構振動控制屬于控制領域和土木工程領域的交叉學科，結構振動控制的研究方法包括主動控制，被動控制等，其中主動控制是在實際工程中得以應用的控制方法。傳統(tǒng)的控制采用有線方式進行信息傳輸，但有線方式布線繁瑣、因線纜故障造成后期維護困難。無線控制的方式因無需布線的特點解決了有線控制方式的不便，但也引入了延時。所以，針對無線控制方式應用到土木工程結構減振時要解決延時問題。要解決延時問題可以進行延時補償，也可

2、以改進控制器中的控制算法。無線控制方式有集中式與分布式，集中式控制可能會因為唯一的控制器損壞而導致整個控制系統(tǒng)崩潰，已經(jīng)不適應復雜工程結構控制使用。對復雜結構的每一個子系統(tǒng)分別用單獨的處理器進行處理，實現(xiàn)分布式控制，不僅可以防止因控制器損壞導致大控制系統(tǒng)癱瘓問題，而且可以進一步提高控制效果。因此，開展分布式無線控制研究具有重要的理論意義和實用價值。
　　針對上述問題，本文首先搭建了懸臂梁無線控制系統(tǒng)，以激光位移傳感器采集信號，dS

3、PACE做控制器，并嵌入了設計的加延時補償?shù)拇夘A測控制算法。分別對無延時、延時只在傳感器到控制器、延時在傳感器到控制器和控制器到驅動器都有這三種情況進行仿真與實驗分析，實驗結果表明，所設計的算法能夠對具有延時的懸臂梁無線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)有很好的控制效果:無延時情況下有控13秒左右恢復到靜止狀態(tài)，而無控需要23秒，時間縮短了43％;延時只在傳感器到控制器情況下有控18秒左右恢復到靜止狀態(tài)，而無控需要23秒，時間縮短了22％;延時在傳感器到控

4、制器和控制器到驅動器都有情況下有控20秒左右恢復到靜止狀態(tài)，而無控需要23秒，時間縮短了13％。
　　對三層彈簧鋼結構模型分布式無線控制也進行了仿真與實驗。傳感器采集被控對象的信息，傳入控制器，控制器基于嵌入的控制算法，輸出的控制信號作用到驅動器（主動質量阻尼裝置）上，對被控對象施加力的作用，以此完成對結構模型的振動控制。實驗結果表明，所搭建的三層模型分布式無線控制系統(tǒng)能方便實現(xiàn)控制，所設計的模糊PID控制算法有很好的控制效果:固