基于状态反馈的结构鲁棒控制

本文采用基于状态反馈的鲁棒控制方法解决地震作用下结构控制问题，首先将结构的运动方程转化为状态方程，利用鲁棒控制方法设计了系统的状态反馈控制律；通过引入控制力权重系数，合理地平衡了控制效果与控制力的关系；对于地震作用下的三层框架模型。仿真验证了该控制方法的有效性，并讨论了各种参数对控制效果的影响。     

基于参数灵敏度最小的鲁棒主动控制方法

本文建立了带有参数摄动的结构状态空间模型。在此基础上，提出了基于参数灵敏度最小的鲁棒极点配置的主动控制算法，通过使闭环系统的特征值对系统参数变化不敏感来提高结构控制系统对参数摄动的鲁棒性。最后对一个单自由度结构地震作用下的控制仿真计算，证实了这种控制方法的有效性和较强的鲁棒性。     

应用形状记忆合金的桥梁结构振动控制研究及发展

简要介绍了形状记忆合金（SMA）材料的本构关系及其显著特性。总结了桥梁结构在地震和风振作用下的灾害，以及SMA驱动器和阻尼器在桥梁结构隔震及减震应用上的研究现状，展望了SMA在桥梁结构尤其是在大跨度斜拉桥和悬索桥结构抗震风振动控制中的应用前景，指出了基于SMA材料的桥梁结构振动控制研究中亟待解决的一些关键技术。     

基于灵敏度分析的结构损伤识别中的传感器优化配置

本文提出了结构损伤识别中的传感器测点优化配置的方法。该方法是通过仅考虑结构刚度变化的结构特征灵敏度分析，以结构各自由度的损伤信息为条件，计算出结构的Fisher信息阵，并且考虑到Fisher信息阵的逆阵可能不存在，而将Fisher信息阵对应于每个自由度进行分解，通过计算每个分解的Fisher信息阵的迹而确定每个自由度含有的损伤信息的多少，从而从结构的全部自由度中去掉那些含损伤信息少的自由度。建立直接利用结构不完整的实测模态来定位结构的损伤，避免结构模态扩阶带来不必要的误差。最后，通过数值算例表明，该方法能有效地识别出结构的损伤。     

具有地震抑制功能的结构主动控制算法与仿真分析

提出了一种具有地震抑制功能的结构抗震主动控制算法。其特点是设计一组状态反馈控制律，使得闭环结构系统在具有希望极点的同时，还能够减小结构地震输人的影响。首先，在特征结构配置参数化方法的基础上，将该控制问题转化为一个含有约束条件的优化问题；其次，给出了求解该问题的算法及实施步骤，该方法直接基于结构系统原始矩阵，不涉及系统的增广或变换，便于工程应用；最后，对地震作用下三层剪切型Benchmark结构模型进行了仿真分析，结果表明本文所提具有地震干扰抑制功能算法的有效性。     

结构振动的模糊建模与模糊控制规则提取

模糊振动控制中存在的模糊控制规则的建立大都依赖于主观经验的现状。对此本文提出了一种通过对结构振动模糊建模来产生控制规则的方法。首先，通过对系统运动状态变量的模糊化，建立结构振动的模糊关系模型；其次通过对结构振动的模糊关系模型的分析，提取出模糊控制规则；最后，通过一个单自由度体系的数值仿真方法进行了验证。     

基于神经网络的结构地震反应仿真

提出了基于神经网络的结构地震反应仿真方法，探讨了仿真基本步骤中样本集的准备、目标函数的选取、网络拓扑结构的构建、隐层神经元数目的确定、训练方法的选择以及提高泛化精度的措施等若干实际问题，并通过算例分析验证了本方法的可行性。     

压电材料智能力矩控制器对具有不确定参数升船结构顶部厂房地震反应的鲁棒控制

文中建立了压电材料智能力矩控制器对具有不确定参数升船结构顶部厂房地震反应鲁棒控制的设计计算方法，并对中国某升船结构的等效结构体系进行了仿真分析。计算结果表明，智能力矩控制器能有效地减小顶部厂房的鞭梢效应。在考虑顶部厂房因端部山墙引起的侧移刚度不确定性的条件下，智能力矩鲁棒控制器的控制效果和稳定性要优于常规的主动控制器。     

基于LMI的高层建筑结构分散H2/H∞鲁棒控制

针对输入荷载特性未知的高层建筑结构在集中控制下的可靠性低、计算量大等局限性,本文提出从分散H2/H∞鲁棒控制理论出发,对其进行线性矩阵不等式(LMI)求解,从而实现对多个子系统的多自由度建筑进行分散控制的方法。通过对一个高层剪切型建筑结构进行仿真运算,探讨了土木工程中运用分散控制方法的有效性,以及该方法对建筑结构进行分散主动和半主动控制的一些特性。     

结构在地震作用下的主动自校正控制计算方法

本文应用现代控制原理,结合工程结构控制的实际问题,提出了在地震动输入下结构主动自校正控制的计算方法。这一方法可以应用于干扰过程未知或有变化时结构的计算机跟踪控制,因此它也适用于任意动力荷载作用下的结构控制问题。     

Reliability‐based robust control for uncertain dynamical systems using feedback of incomplete noisy response measurements

A reliability‐based output feedback control methodology is presented for controlling the dynamic response of systems that are represented by linear state‐space models. The design criterion is based on a robust failure probability for the system. This criterion provides robustness for the controlled system by considering a probability distribution over a set of possible system models with a stochastic model of the excitation so that robust performance is expected. The control command signal can be calculated using incomplete response measurements at previous time steps without requiring state estimation. Examples of robust structural control using an active mass driver on a shear building model and on a benchmark structure are presented to illustrate the proposed method. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Effectiveness of structural control based on control energy perspectives

A computational algorithm for maximizing the control efficiency in actively controlling the elastic structural responses during earthquake is proposed. Study of optimal linear control using a single degree of freedom shows that applying active control is very effective in reducing the structural displacement and velocity responses for long‐period structures, but at the same time it has an adverse effect in increasing the absolute acceleration response. The extent of this adverse effect reduces the effectiveness of the control system, and therefore it poses a limit on the maximum control force in order to provide maximum control efficiency. In view of this shortcoming, maximum control energy dissipation is used to define the most effective optimal linear control law. Less displacement and velocity response are expected as larger control force is applied, but there is always a limit that maximum control energy can be dissipated. This study shows that this limit depends on the structural characteristics as well as the input ground motion, and a general trend is that the maximum control energy decreases as damping increases. Finally, application of the proposed algorithm on a six‐storey hospital building is presented to show the effectiveness of using optimal linear control on a multi‐degree‐of‐freedom system from the control energy perspectives. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

Structural vibration control by shape memory alloy damper

A damper device based on shape memory alloy (SMA) wires is developed for structural control implementation. The design procedures of the SMA damper are presented. As a case study, eight such SMA dampers are installed in a frame structure to verify the effectiveness of the damper devices. Experimental results show that vibration decay of the SMA damper controlled frame is much faster than that of the uncontrolled frame. The finite‐element method is adopted to conduct the free and forced vibration analysis of the controlled and uncontrolled frame. The experimental and numerical results illustrate that the developed SMA dampers are very effective in reducing structural response and have great potential for use as efficient energy dissipation devices with the advantages of good control of force and no lifetime limits, etc. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Gray box identification of flexible structures: application to robust active vibration suppression control

The paper deals with gray box identification of flexible structures and active vibration suppression from a robust control perspective. First, the linearized mathematical model of an N‐storey flexible structure is presented. Next, the generalized mathematical model is particularized for the investigated three‐storey flexible structure. The considered flexible structure is identified based on black box and gray box identification methods and the model's parametric uncertainties are deduced. Furthermore, control constraints are presented for the design problem, in case of velocity as well as acceleration feedback, from a robust control perspective. Finally, the effectiveness of the control system is tested through experiments, when the input disturbance is assumed to be a sinusoidal one as well as a historical earthquake record (1940 El Centro record). Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

地震应急救援物资最优分配问题初探

本文从我国现有的地震应急救援和技术支持系统出发,提出如何解决救援物资最优分配的问题,并借鉴供销问题的路径最短模型,通过表上作业的计算方法来探讨解决这个问题,使救援物资得到最优分配。     

基于经验遗传-单纯形算法和结构模态参数识别结构物理参数的方法

对于复杂的大自由度系统的反演分析,遗传算法每步计算中包含大量的正演分析,成为限制遗传算法应用的运行速度的瓶颈。减少反演分析中的正演计算次数,是扩大遗传算法适用范围的有效途径。经验遗传-单纯形算法正是解决这一问题的一种有效方法。本文将这一方法应用于不完全模态参数已知条件下的结构物理参数识别研究。结果表明:本文建议的方法有精度和搜索效率高、对初值选取依赖性不强、可以反映"残缺"的高阶模态信息等优点。     

一种基于离散控制理论的无条件稳定显式算法

基于离散控制理论,结合CR法和RST法提岀一种无条件稳定的动力学显式新算法.以算法精度和稳定性为条件,通过离散传递函数推导参数表达式和极点,使得新算法可满足零振幅衰减率和零周期延长率.算法参数α和γ作为传递格式选择参数,当α和γ分别取1时,新算法对应CR法和RST法的位移速度表达式.对新算法的精度和稳定性理论分析表明:...     

基于鲁棒线性二次算法的结构振动主动控制

线性二次控制算法在工程中得到了广泛的应用。本文提出了通过振型分解，赋予各阶振型不同权重，优化选择线性二次算法加权矩阵的方法，并采用回路传输恢复技术，设计了运用于土木工程结构主动减振的控制系统。仿真结果表明，本文方法能够有效地抑制高频噪声对输出控制力的影响。