论文部分内容阅读
结构振动控制可以有效减小地震对建筑结构的损害，受到人们广泛关注。目前，在主动、半主动控制领域通常采用集中控制方法。随着科技的进步，土木结构朝着大跨度、高耸等方向发展。对于这些大尺度结构系统而言，采用传统集中控制策略存在计算量大，可靠性低和稳定性差等缺点。分散控制策略的出现有效地弥补了集中控制的缺陷，为解决多自由度结构系统的振动控制问题开辟了新的途径。所谓分散控制，即将复杂的大系统划分为一系列子系统，子系统使用局部信息独立控制，其特点是采样速率高，数据传输快，反馈延迟少。因此，分散控制方法具有重要的研究意义和广阔的应用前景。 本文对地震激励下建筑结构的重叠分散控制方法进行了研究。首先，基于包含原理，一个大尺度结构分为一组具有共同部分的成对子系统。然后，采用相应的控制算法对子系统进行控制器设计。最后，利用收缩原理，形成原系统的控制器。本文主要工作内容如下: (1)基于包含原理，将重叠分散控制策略和H2/H∞控制理论引入至建筑结构振动控制中，提出了基于线性矩阵不等式(LMI)技术的重叠分散H2/H∞控制方法。对地震作用下的八层和二十层建筑结构剪切模型进行仿真分析，用以说明重叠分散H2/H∞控制方法的适用性。 (2)结合线性矩阵不等式(LMI)技术，H∞控制理论和重叠分散控制策略，提出了参数不确定结构的重叠分散H∞控制方法。在地震激励下分析了六层和二十层建筑物的振动控制问题。数值结果验证了重叠分散H∞控制方法适用于参数不确定结构的振动控制。 (3)将重叠分散控制策略与保性能控制方法相结合，提出了地震激励下参数不确定建筑结构状态反馈和输出反馈的重叠分散保性能控制算法。数值结果表明，该方法具有较强的鲁棒性和可靠性。 (4)研究了在地震激励下两个参数不确定的相邻建筑物的混合振动控制方法。被动阻尼器用作两个平行建筑物之间的连接构件，主动控制装置安装在建筑物的两个连续楼层之间。被动耦合阻尼器调节两个建筑物之间的相对位移。主动控制装置调节每个楼层的层间位移。基于包含原理，提出了一种不确定参数建筑结构系统的重叠分散保性能混合控制算法。数值结果验证了该方法的有效性。 (5)采用重叠分散控制策略和保性能控制方法，建立了状态反馈离散时间重叠分散保性能控制算法，保证了闭环系统的渐近稳定性。该算法用于模拟十层和二十层建筑结构在地震激励下的振动控制。数值结果与集中控制方法的结果进行了比较。