高層建筑結構地震反應預測控制.pdf

1、近年來,隨著城市的發(fā)展和人口數(shù)量的增長,越來越多的高層建筑如雨后春筍般涌現(xiàn)出來,大大緩解城市用地緊張的問題.但是,許多建筑結構都處在地震活動較活躍的地帶,隨之而來的安全問題逐漸引起人們的關注.因此,減小建筑結構在地震激勵下的響應成為當前一個非常重要的研究課題.結構振動控制是最近十幾年發(fā)展起來的一門新興學科,主要研究結果控制的理論、方法和措施.結構振動控制可以分為被動控制、主動控制、半主動控制和混合控制.主動和半主動控制裝置能夠增強建筑結

2、構在地震和大風作用下的抗振性能,因此研究適合這些裝置的控制策略具有重要意義.預測控制是70年代后期產(chǎn)生的一類新型計算機控制方法,并已在許多過程工業(yè)部門得到廣泛應用.預測控制以系統(tǒng)響應的預測模型為基礎,利用滾動優(yōu)化和反饋校正的思想,對目標函數(shù)進行優(yōu)化得到最優(yōu)控制力,使對象輸出與期望值之間的偏差達到最小.該文主要研究高層建筑結構振動控制的結構模型和預測控制算法,首次將預測控制應用到高層建筑結構地震反應控制中,在分析受地震波激勵的高層建筑結構

3、模型的運動方程及其狀態(tài)空間形式方程的基礎上,確定預測模型和控制目標函數(shù),建立高層建筑結構預測控制系統(tǒng),從理論上對預測控制在高層建筑結構振動控制中的應用進行研究.以MATLAB為仿真工程,對12層高層建筑結構模型在EI-Centro地震波激勵下的加速度和位移響應進行仿真,并對結構在無控制和預測控制兩種情況下的響應進行比較,結構頂層加速度的最大值和均方根值分別減小50％和47.7％,位移的最大值和均方根值分別減小74.5％和71.9％,減震