结构振动序列最优控制算法及其Simulink仿真实现

阐述了序列最优控制算法是针对土木工程结构地震响应振动控制问题中激励不可预知的特点,推导出1 种更为一般的最优控制算法,所获得的最优控制力表达式同时包含了结构响应和地震激励2 部分的影响.该算法增益矩阵与传统的2种最优控制近似算法相比具有时变的特点,提出了在应用该算法进行主动控制Simulink仿真分析时的2种实现方法,并通过AMD控制基准模型对2种实现方法进行了比较,同时也对该算法与现有两种结构最优控制算法的控制效果进行了评价.结果表明,2种实现方法是完全等效的,且在控制效果方面,序列最优控制算法优于现有的2种最优控制算法.     

结构地震反应最优控制的目标函数和稳定性

对一装有理想半主动阻尼器的智能隔震结构进行了分析,比较了经典最优、瞬时最优和序列最优3种最优控制算法,分别从基于状态反馈和输出反馈的目标函数及稳定性的角度进行了探讨．数值算例结果表明,提出的序列最优控制算法的控制效果优于经典最优控制算法和瞬时最优控制算法,且稳定性良好;在同一控制能量下,基于输出反馈的控制效果优于状态反馈,说明了智能隔震结构采用输出反馈的合理性。     

地震作用下结构振动最优控制的一种一般算法

基于对地震激励输入结构过程的重新理解,直接从二次型控制目标函数的泛函变分出发,推导出了一种更为一般的最优控制算法,并用状态转移的数值方法加以实现．所获得的最优控制力表达式同时包含了结构响应和地震激励两部分的影响,从概念上改进了现有的结构最优控制算法;还导出了最优控制力系数表达式,用代数公式取代了传统的Riccati微分方程的求解,提高了计算效率．算例表明,该算法的控制效率优于现有的两种结构最优控制算法,具有更高的精度,且稳定性良好．     

Benchmark模型结构两阶段损伤诊断

为准确地评估结构健康状况,提出了一种基于结构振动特性的两阶段损伤诊断方法。由归一化的损伤指标确定可能出现损伤的单元位置,采用二阶特征灵敏度分析法确定可能损伤单元的损伤程度。考虑3种对称损伤模式和1种非对称损伤模式,对由国际结构控制协会与美国土木工程学会(IA SC-A SCE)提出的健康监测B enchm ark模型结构第二阶段有斜撑的情况进行模拟分析。结果表明:该方法能够有效地识别出结构损伤单元的位置与严重程度。     

滑移隔震结构的瞬态最优半主动控制

提出了一种摩擦力可控的滑移隔震结构半主动控制方案．考虑上部结构的刚度和阻尼，采用一阶微分方程模拟时滞的影响，与结构的振动微分方程一起作为整个系统的状态方程，使用瞬态最优控制算法计算基底摩擦力的大小，通过计算实例对这种摩擦力可控的滑移隔震半主动控制方案进行了分析．结果表明，对于消极的滑移隔震结构，当基底摩擦力较小时，其上部结构的最大加速度响应值虽然小，但基底最大滑移量很大；当基底摩擦力较大时，滑移量和残余位移虽然可以减小，但上部加速度反应却很大．通过半主动控制后，不但具有较好的隔震效果，而且能有效地减小基底的最大滑移量及残余位移．     

建筑结构地震反应智能基础隔震的半主动控制

研究磁流变液阻尼器和隔震垫组成的智能隔震系统对结构地震反应的半主动控制方法。磁流变液阻尼器能够有效地改善被动隔震系统的性能，可保护隔震系统因过大的水平变形而产生失效破坏。根据智能基础隔震的特点，建立了基于模糊控制的半主动控制策略。数值计算表明，组合基础隔震的模糊控制系统不仅能够减小上部结构的地震反应，而且能够有效地保护隔震系统的变形，是一种性能非常优秀的控制系统。     

磁流变智能基础隔震系统的试验研究

橡胶垫隔震结构在遭遇大的罕遇地震时，由于隔震层的位移过大，会引起隔震层的破坏．在加入常规被动阻尼器后，隔震层位移得到减小，但上部结构层间位移和加速度将要放大．这个过大的绝对加速度将使结构内部的物品遭到破坏．为此，采用磁流变（躲）阻尼器与普通橡胶隔震支座相结合，采用不同算法和控制策略对结构进行振动控制．振动台试验结果表明，该组合智能隔震系统相对一般被动隔震装置，能同时减IJ~l-部结构加速度和隔震层位移．     

压电智能悬臂梁主动振动最优控制研究

以压电智能材料聚偏氟乙烯(PVDF)作感知和离子交换膜金属聚合物(IPMC)作驱动的悬臂梁为研究对象,建立了智能悬臂梁的压电传感和致动方程.并通过模态分析法变换为基于闭环控制系统的状态空间方程,设计了压电智能梁的振动控制系统.将遗传算法和线性二次型最优控制相结合,采用遗传算法设计Q,R阵,以获取状态反馈控制律,研究了压电智能梁的振动的最优控制问题.仿真实验结果证明,控制系统具有很好的振动抑制效果     

应用形状记忆合金的高层建筑结构智能隔震

提出了一种应用形状记忆合金拉索耗能器复合普通橡胶支座的新型建筑结构隔震体系，给出了该隔震支座的详细构造，并通过分别运用该隔震支座和普通橡胶支座的8层隔震建筑的时程仿真分析，比较两种装置的减震、隔震效果、验证了应用形状记忆合金在高层建筑结构智能隔震方面的有效性与适用性。     

安装智能摩擦阻尼器的高层建筑结构振动控制一般算法

基于二次型控制目标函数的最优控制理论,从目标函数的泛函变分出发,用序列最优算法对目标函数进行求解,得到摩擦阻尼器最优正压力系数表达式,依此可以计算出比较精确的正压力数值解,并根据智能摩擦阻尼器的出力饱和与防止阻尼器锁死两种情况对正压力进行修正.算例表明这一算法对摩擦阻尼器的控制是有效的,可以发挥摩擦阻尼器的摩擦耗能功能,结构的层间位移和层间相对速度的峰值比未安装阻尼器时的地震响应峰值均得到明显降低.     

基于最优控制理论的选举模型分析

基于变分法的局限性,在其基础上引入控制变量u,构建了一个分段时间连续的选举模型.在最优控制理论的框架下,运用最大值原理与汉密尔顿函数法对连续时间的动态优化问题进行了定量研究,求解出了控制变量与状态变量的最优时间路径,并进一步分析了控制变量(即失业率)是如何影响选举问题的.控制变量随时间表现出的周期性表明了它可以是不连续的.     

基于随机响应的隔震体系简化模型参数计算

为简化计算,将隔震结构等效为双自由度体系简化模型.论述了利用结构随机响应评判隔震简化模型参数几种不同取值方式的一般原则,建立了计算简化体系等效参数的多目标优化参数识别模型.取简化结构与原结构主要随机响应的方差作为目标函数,用结构基本周期等效的条件确定简化体系优化初值,并用复合形法进行交互式优化运算.文末采用一个实际隔震工程作为算例,显示了采用结构随机响应进行隔震结构简化模型等效参数识别的优越性.     

基于模糊算法的排涝站水泵优化运行控制研究

针对排涝站所处内河外江的水位涨落情况以及排涝泵机组的结构特点,对水泵机组进行了运行测试及研究,提出了采用模糊控制算法来确定投入水泵台数及电机运行模式的方案.设计出相应的模糊控制器并进行了仿真,并给出了用PLC来实现模糊优化控制方法.     

基于无线传感器网络的智能家居控制系统设计

智能家居改变传统了的家居生活模式,使人们的生活变得更加舒适。详细阐述了利用ARM处理器、GPRS模块、无线传感器模块和功能模块构建智能家居控制系统的设计过程。     

基于边界元的分布参数最优控制共轭梯度算法

得到椭圆型分布参数最优控制问题对应的最优性方程组,在凸性条件下,证明了最优控制的唯一存在性问题.利用一阶最优性条件构造了基于边界元法的共轭梯度算法,给出算法的局部误差估计.最后,以算例验证算法的有效性.     

基于智能卡的电梯安防控制系统的设计

在分析电梯安防控制系统结构组成的基础上,全面系统地研究了基于智能卡的电梯安防系统的工作原理.文中对电梯安防系统中的S50智能卡、电梯轿厢读卡器、电梯按钮接口、制卡器和计算机管理软件的功能需求、硬件结构设计做了深入阐述;着重讨论了基于UCOSII操作系统的电梯轿厢读卡器的实时多任务程序设计方法.