論預測控制在結構振動控制領域的研究和應用

1、論預測控制在結構振動控制領域的研究和應用論預測控制在結構振動控制領域的研究和應用內容提示：結構振動控制雖然在理論上己經解決了很多復雜的控制問題，但在實際應用中仍然存在許多問題和困難，如測量和時滯的影響。而預測控制采用最優(yōu)估計理論，對對象未來的動態(tài)特性進行優(yōu)化。預測控制應用于結構振動中具有顯著的優(yōu)勢，逐漸發(fā)展成為一種新型的控制方法，如今已在許多行業(yè)的應用領域取得不小的成功。延伸閱讀：模型算法控制結構振動控制預測控制作者：何自強蔡鵬勞金箭董

2、江峰【論文關鍵詞】：結構振動控制；預測控制；模型算法控制【論文摘要】：結構振動控制雖然在理論上己經解決了很多復雜的控制問題，但在實際應用中仍然存在許多問題和困難，如測量和時滯的影響。而預測控制采用最優(yōu)估計理論，對對象未來的動態(tài)特性進行優(yōu)化。預測控制應用于結構振動中具有顯著的優(yōu)勢，逐漸發(fā)展成為一種新型的控制方法，如今已在許多行業(yè)的應用領域取得不小的成功。目前，土木工程結構控制通常采用經典控制理論，使用基于傳遞函數(shù)模式的頻域分析法，或者采用

3、現(xiàn)代控制理論，使用基于狀態(tài)方程模式的時域分析法[1]。無論采用哪種方法，其特點都是基于模型的控制，通常認為模型是已知的。傳統(tǒng)控制方法對解決高度非線性問題、強禍合問題等系統(tǒng)，缺乏實用有效的分析方法，其控制對象比較單一，輸入和輸出量比較簡單。當控制對象比較復雜時，就很難有效發(fā)揮作用，甚至是無能為力。因此，研究不依賴于精確模型、調節(jié)簡單的控制算法對有效的減輕結構在風和地震等和困難。就結構對象而言，傳統(tǒng)控制方法的不足主要表現(xiàn)在如下方面[3]:數(shù)

4、學建模和建筑結構存在很大差異；外荷載具有不確定性，導致實際控制性和設計目標之間的差異；測量和時滯的影響等等。在實際控制中，傳感器采集到的信號不可避免的存在噪聲污染，而結構振動控制一般采用實時控制方式，這就可能因測量過程中的未知因素的影響而造成觀測溢出和控制溢出，從而使得控制性能下降甚至可能導致結構不穩(wěn)定，形成激勵，加速結構破壞，導致災難性后果。一般控制算法是假定在理想狀態(tài)下，即不存在時滯，但實際在測量轉化、信號處理、計算控制信號、施加控

5、制力都需要一定時間，從而造成控制的時滯。如果未考慮這個因素，就會造成控制效率下降，更嚴重的會造成控制結構的失穩(wěn)。而預測控制采用最優(yōu)估計理論，由所測得的結構反應預測將要發(fā)生的結構反應或外部激勵，不斷修正預測律，針對預測的結構反應或外部激勵，計算施加的控制力序列，對對象未來的動態(tài)特性進行優(yōu)化。利用預測模型可以預測系統(tǒng)從當前狀態(tài)開始，經過有限時域后的未來開環(huán)特性根據(jù)該動態(tài)特性可以得到最優(yōu)的控制序列，它使得預先指定的目標函數(shù)有最小值。因此，預測