国家自然科学基金(50708016)
- 作品数：8 被引量：17H指数：2
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- 基于H∞范数的调液阻尼器在减震控制中的参数优化
- 基于H范数,提出了偏心结构利用调液阻尼器减震控制的一种新的优化设计方法。该方法将优化目标取为从地震动到结构响应的传递函数的H范数,利用调液柱型阻尼器(Tuned Liquid Column Dampers,简称TLCD)...
- 沈文赫霍林生李宏男
- 关键词：H∞范数调液阻尼器遗传算法参数优化地震响应
- 文献传递
- 基于H∞理论的磁流变阻尼器半主动容错控制被引量：3
- 2012年
- 建筑结构的半主动控制系统中的传感器,在强震作用下可能因出现故障而影响控制效果。以磁流变阻尼器为例,研究半主动容错控制系统的设计方法。首先,研究了基于状态观测器的半主动H∞控制器设计方法,并将之应用到建筑结构采用磁流变阻尼器的减振控制中;运用改进Bouc-Wen模型,计算磁流变阻尼器的阻尼力,通过求解一个代数Riccati方程和一个状态观测方程,得出了基于状态观测器的H∞主动控制律;再对其采用Clipped-optimal方法实施半主动控制策略。然后,针对传感器故障,利用观测器组的输出残差对故障进行在线诊断,并通过几个观测器状态值的比较得到故障的大小,并据此对传感器的测量值进行修正,从而消除故障对闭环系统的影响,最终实现半主动H∞容错控制。仿真结果表明,该方法具有很好的容错控制效果。
- 刘猛霍林生李宏男
- 关键词：磁流变阻尼器状态观测器容错控制
- 基于LMI的结构主动控制系统故障诊断与隔离设计被引量：1
- 2012年
- 基于H∞鲁棒控制原理,提出了结构主动控制系统故障检测器的设计方法,形成了结构主动控制系统的故障诊断与隔离技术(Fault Detection and Isolation,FDI)。首先根据H∞控制目标提出了FDI系统的模型,将故障信号的检测问题转化为一个鲁棒控制问题,应用线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)算法解出H∞最优控制器,即故障检测器。通过一个三层框架结构的数值算例验证了设计的有效性。该研究工作为结构主动控制系统的健康检测提供了参考,为进一步进行容错控制的研究奠定了基础。
- 曲春绪霍林生李宏男
- 关键词：H∞鲁棒控制线性矩阵不等式容错控制
- 基于H∞范数的调液阻尼器减震优化设计被引量：1
- 2011年
- 基于鼠H∞范数提出了偏心结构利用调液阻尼器减震控制的一种新的优化设计方法，该方法将优化目标取为从地震动到结构响应的传递函数的H∞范数，利用遗传算法来对阻尼器的相关参数进行优化。这种优化方法无需求解结构运动方程，所得到的阻尼器最优参数也不依赖于特定的地震动。用一个12层的偏心结构作为算例进行优化计算，结果表明：利用该文提出的优化方法所得到的阻尼器最优参数，在不同场地条件下对偏心结构的扭转耦联振动均具有明显的减震效果。
- 沈文赫霍林生李宏男
- 关键词：调液阻尼器遗传算法优化设计地震响应
- 环形调液阻尼器振动控制中拍的研究被引量：2
- 2010年
- 对环形调液阻尼器减振控制中的拍现象进行研究,分析了环形调液阻尼器对结构纯扭转振动控制中的拍现象,分别考虑无阻尼结构体系、主体结构有阻尼而CTLCD无阻尼的体系及主体结构和CTLCD中均有阻尼的体系,从数学角度对拍现象发生的机理进行解释。研究结构表明,当拍现象发生时,主体结构的振动不仅不会受到抑制,有时反而会加强;当环形调液阻尼器的阻尼增大到一定程度时,拍现象会消失;对于受廹振动,发生拍现象时,由于结构反应的瞬态部分不能得到迅速衰减,结构的瞬态响应将会占结构响应的很大一部分,如果仅考虑结构的稳态响应会带来较大的误差。
- 霍林生李宏男
- 关键词：耦联体系
- 不确定性AMD系统的鲁棒控制器设计研究被引量：2
- 2010年
- 任何控制系统的数学模型只是真实动力学系统的一种近似,在系统模型中总是存在一些不确定性,系统模型的不确定性会影响结构的减振效果。以主动质量阻尼器控制系统为例,考虑系统的质量、刚度和阻尼存在不确定性时,提出H无穷鲁棒控制器的设计方法。为便于控制器的设计,采用基于线性不等式的求解算法。利用一个安装主动质量阻尼器的两层结构模型的振动台实验来验证所提出的H无穷鲁棒控制器的有效性。在结构的底层安装一对形状记忆合金丝,通过电流加热形状记忆合金丝来调整结构的刚度,以引入结构的刚度不确定性。在结构的各层放置质量块,以引入质量的不确定性。试验结果验证了所提出的H无穷鲁棒控制器能有效处理结构参数中的不确定性。
- 霍林生李宏男宋钢兵
- 关键词：振动控制参数不确定性地震响应
- 半主动变刚度TLCD减振控制的研究被引量：6
- 2012年
- 为改进被动式调频TLCD的减振特性,提出了半主动变刚度TLCD减振系统,基本原理是将调频TLCD的弹簧设置成可调谐状态,在振动过程中,根据减振系统的需要适时调整调频弹簧的开关状态。由Lagrange方程建立起半主动变刚度TLCD的运动方程,以一个单自由度结构体系为算例,分析了可变刚度对系统控制性能的影响。研究了半主动变刚度TLCD的减振性能。通过一个五层结构的算例,分别在谐波和地震波作用下,验证了半主动变刚度TLCD对多自由度结构体系的减振特性。结果表明,半主动变刚度TLCD具有更宽的减振频带,在TLCD的频率和结构振动的频率存在误差时,仍能保持较好的减振效果。
- 霍林生李宏男
- 关键词：半主动控制动力反应
- 基于LMI方法的建筑结构AMD容错控制被引量：1
- 2013年
- 对于建筑结构主动控制系统,传感器或执行器在实际工程中可能会出现故障而失效,这将严重影响结构的减震效果。针对AMD建筑结构系统传感器出现故障的情况,基于AMD建筑结构模型,提出建筑结构主动控制系统的故障诊断与隔离技术(fault detection and isolation,FDI),设计基于容错控制技术(fault tolerant control,FTC)的主动容错控制器。将FDI和FTC的设计过程转化为H∞控制问题,利用变量替换法推导线性矩阵不等式(linear matrixinequality,LMI)凸约束,通过LMI算法解算出结果。最后通过带有AMD装置的三层框架结构数值算例,考虑位移传感器出现故障而失效,应用故障检测隔离技术,设计容错控制器,并且验证故障检测隔离技术和容错控制的有效性。
- 曲春绪霍林生李宏男
- 关键词：H∞状态反馈容错控制线性矩阵不等式
- 基于H_∞范数的调液阻尼器在减震控制中的参数优化被引量：1
- 2010年
- 基于H∞范数,提出了偏心结构利用调液阻尼器减震控制的一种新的优化设计方法。该方法将优化目标取为从地震动到结构响应的传递函数的H∞范数,利用调液柱型阻尼器(Tuned Liquid Column Dampers,简称TLCD)和环形调液阻尼器(Circular Tuned Liquid Column Dampers,简称CTLCD)来控制偏心结构在多维地震作用下的扭转耦联振动,采用遗传算法来对阻尼器的相关参数进行优化。这种优化方法无需求解结构运动方程,所得到的阻尼器最优参数也不依赖于特定的地震动。用一个12层的偏心结构作为算例进行优化计算,结果表明,利用本文提出的优化方法所得到的阻尼器最优参数,在不同场地条件下,对偏心结构的扭转耦联振动均具有明显的减震效果。
- 沈文赫霍林生李宏男
- 关键词：H∞范数调液阻尼器参数优化地震响应
