[01709905]复杂结构体系控震设计的关键技术研究

为了发展鲁棒、稳健的复杂结构体系最优控制策略,保障该类结构体系在强震作用下具有足够的安全性,本项目在已有工作的基础上,针对偏心结构等复杂结构体系的控震设计,开发出一种新型半主动电磁质量阻尼器;同时,提出一系列与之配套的鲁棒、稳健控制策略,具体实现情况为： 1. 借助滚轴丝杠、飞轮、传动装置和电机等主要构件的工作原理,研发出体积小、重量轻、出力大的新型电磁质量阻尼器,克服了常用质量阻尼器由于附加质量块重量和尺寸的限制使其无法提供最优控制力,导致控制不灵活及控制效果有限的不足,为复杂结构体系抗震设计提供一种非常有市场应用前景的控制装置。 2.考虑到在复杂结构体系中安装过多的传感器是不切实际的,设计Kalman滤波器较准确估计结构系统部分未知状态;同时,针对滑模控制的过大抖振问题,提出新的考虑结构参数不确定性的模糊自适应调节滑模控制算法,为复杂结构体系鲁棒、稳健控制策略的确定提供重要理论基础和技术支持。 3.考虑结构参数不确定性影响,将工程中常用的二次型最优性能指标结合于鲁棒H∞最优控制系统的分析中,并应用线性矩阵不等式减小求解的复杂度,设计了便于工程应用的鲁棒非脆弱H∞和离散鲁棒H∞/H2结构振动控制算法。 4.提出新的基于离散同步挤压小波变换和希尔伯特变换相结合的复杂结构参数识别方法,为复杂结构体系计算模型校正、自适应鲁棒控制和监控一体化策略提供重要技术支持。 上述项目研究成果可为新型电磁质量阻尼器-复杂结构体系性态的精细化控制提供理论基础和技术支持。