建筑結構在地震作用下的質量阻尼主動控制分析

1、 西安建筑科技大學碩士學位論文 建筑結構在地震作用下的質量阻尼主動控制分析 專業(yè):控制理論與控制工程 碩士生:婁衛(wèi)波 指導教師：段中興 教授 摘要 隨著社會的發(fā)展，超高層建筑的不斷興起，使得人們對建筑結構的安全性與舒適性提出了更高的要求。提高建筑的抗震、抗風能力是目前結構設計的首要任務。土木結構的振動控制研究是結構抗震研究的重大突破，它依靠振動控制系統主動或被動控制來控制結構的動力響應，在現代工程應用中極為廣泛。 本文以某高層建筑結構

2、受地震激勵為例， 采用主動質量阻尼器 （AMD） 對建筑結構的抗震主動控制進行了控制算法研究和計算機仿真分析。研究了高層建筑結構中傳感器的優(yōu)化布置設計和結構中作動器最優(yōu)主動控制力的優(yōu)化設計。 首先，分析了傳感器布置位置與數目對結構的影響，提出采用改進的自適應遺傳算法來研究高層建筑結構中傳感器的優(yōu)化布置問題，通過二重結構的遺傳編碼實現傳感器數目的最優(yōu)設計，并且通過遺傳算子概率的自適應取值得到遺傳算法的全局最優(yōu)解。結果表明，改進的自適應遺傳

3、算法對傳感器的布置可以取得很好的優(yōu)化效果。 其次，分析了主動質量阻尼控制系統的控制原理，確定了控制系統最優(yōu)參數的表達式， 獲得了控制權矩陣 Q 和 R 的取值； 采用線性二次型最優(yōu)控制算法 （LQR）設計了作動器的最優(yōu)主動控制力，同時分析了主動控制力對結構特征的影響，討論了系統時滯對主動控制系統的影響，并通過移相法進行補償，提高了主動控制效果。 最后， 通過 MATLAB 計算機仿真分析， 仿真結果表明， 主動控制裝置改變了原結構的剛度