地震作用下主动减震结构的时滞离散最优控制

对地震作用下线性时滞结构的离散最优控制方法进行研究,按时滞量为采样周期的整数倍和非整数倍两种情况,将时滞连续控制系统离散为形式上不包含时滞的标准离散形式,采用连续时间形式的性能指标函数,按照离散最优控制方法进行控制设计.所得出的控制律表达式中,除了含有当前的状态反馈外,还包含有前若干步控制项的组合.最后结合一个三自由度建筑结构模型进行仿真计算,结果表明,算法中采用连续时间形式的性能指标函数优于离散形式的性能指标函数,此方法易于保证控制系统的性能和稳定性,而且可以看到,控制系统的时滞量并非越短越好.     

结构振型最优控制系统的时滞稳定性

利用Ｎｙｑｕｉｓｔ稳定性准则，求出了结构－位移速度反馈控制系统振型分解后的二阶系统最大允许时滞，进而求出了控制系统的最大允许时滞，分析了时滞补偿后控制系统的稳定性问题。     

具有时滞调节大系统的稳定性

本文利用常数变易法、微分不等式和大系统的分解、集结思想、采用分块迭代方法研究变时滞和常时滞的调节大系统的全局指数稳定性和全时滞无条件稳定性。     

基于最小二乘支持向量机的结构地震响应时滞控制算法

针对时滞会导致控制系统效果降低、控制性能恶化甚至系统不稳定,将线性二次型控制（Linear Quadratic Regulator,LQR）与最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machines,LSSVM）进行集成,提出时滞LSSVM-LQR智能控制算法。该算法采集结构状态响应数据后,将用LQR算法计算出的结构最优控制力输入到LSSVM中,以训练并回归预测出时滞后时刻的最优控制力;由作动器对结构提供控制。基于MATLAB平台编写计算程序,并用一幢三层框架结构进行数值验证。结果表明,LSSVM-LQR算法能有效降低时滞对结构控制系统的不利影响。     

一类连续分布时滞模型的稳定性

本文应用 Ｌｙａｐｕｎｏｖ 泛函方法研究了一类具有连续分布的时滞模型　　 ｘ′ｉ（ｔ） ＝ － ｂｉｘｉ（ｔ） ＋ ∑ｎｊ＝ １ ωｉｊｆｊ ∫∞０ ｋｊ（ｓ）ｘｊ（ｔ－ ｓ）ｄｓ ＋ ｐｉ,　　（ｉ＝ １,２,…,ｎ）平衡点的全局渐近稳定性,获得了若干新的充分条件     

一类具离散时变时滞和分布时滞神经网络的指数稳定性(英文)

本文讨论一类具离散时变时滞和分布时滞神经网络的指数稳定性。利用非线性测度,本文得到一个与时滞无关的充分条件,它保证了平衡点的存在性、唯一性和指数稳定性。既然新稳定准则不要求激活函数的有界性、单调性及可微性和随时间改变的传递延迟函数的可微性,那么它是某些已有结果的推广。此外,本文的方法的另一个优点是给出了解的指数收敛速度。最后,给出的例子说明我们的方法是有效的。     

建筑结构基于平衡降阶的时滞离散最优控制

在状态空间下直接对结构振动的时滞微分方程进行离散,并引入适当的增广向量将之转化为不显含时滞项的标准离散形式,然后将该离散系统进行平衡降阶,取前几个可控度大的状态组成优势子系统,大大降低了离散系统的维数。在此基础上采用离散时间最优控制理论完成了建筑结构减振控制器的设计,所得出的控制律表达式除了含有当前的状态反馈,还包含前若干步控制项的组合,反映了时滞因素的影响,对大时滞情况亦有效。最后通过数值算例验证了这种控制器的有效性,特别是在不牺牲控制效果的基础上,显著降低了控制器的阶数。     

具有时滞和阶段结构的L-V竞争系统的稳定性分析

具有阶段结构的L-V时滞竞争系统是一类重要的反映种群竞争关系的生态系统,它考虑了时滞效应以及不同阶段幼体和成体竞争能力差异.本文讨论了一类具有两个时滞和阶段结构的L-V竞争系统平衡点的局部稳定性以及正平衡点的全局稳定性.根据Hurwitz判据,我们得到了该系统平衡点局部稳定的条件;依据单调系统的相关理论以及迭代法,我们...     

一个具有时滞和阶段结构的比率依赖型捕食系统的稳定性

本文研究一个具有时滞和捕食者、食饵均具有阶段结构的比率依赖型捕食系统的稳定性.通过分析特征方程,运用Hurwitz判定定理,讨论了该系统的非负边界平衡点和正平衡点的局部稳定性,并得到了Hopf分支存在的充分条件;通过构造辅助系统,运用单调迭代方法和比较定理,讨论了该系统的非负边界平衡点和正平衡点的全局稳定性,从而得到了该生态系统灭绝与永久持续生存的充分条件.     

具有连续分布时滞模型的稳定性分析

Ｌｙａｐｕｎｏｖ泛函方法讨论了具有连续分布时滞神经网络模型ｘｉ（ｔ）＝ｂｉｘｉ（ｔ）＋（ｎ）∑（ｊ＝１）ａｉｊｆｊ（μｊ∫－∞ｋｉｊ（ｔ－ｘ）ｘｊ（ｓ）ｄｓ）＋Ｆｉ（ｔ），ｉ＝１，２，…，ｎ平衡点的稳定性，获得了一些新的充分条件。     

两相邻结构地震动响应被动优化控制研究

采用在双体单自由度结构间设立Kelvin型被动控制单元的最优参数表达式,并基于等效双体单自由度体系求得了相邻多层剪切型结构间控制器最优参数。利用列举法并基于二次型性能指标值（LQR）确定了控制器优化布置位置,讨论了布置控制器后对结构地震响应的影响以及对结构动力特性的影响,通过数值分析证实了采用等效双体单自由度体系代替相邻多自由度结构体系的正确性,表明了这种被动控制方法能够非常有效地减小在地震作用下相邻结构的地震响应。     

非线性时变结构随机地震响应最优多项式控制

以随机地震动作用下具有Bouc-Wen滞回特性的非线性结构系统为受控对象,开展了最优多项式控制算法研究：包括系统矩阵中Maclaurin展开取初始零值衍生的具有时不变增益矩阵的控制律,和系统矩阵中Maclaurin一阶展开衍生的具有时变增益矩阵的控制律。研究表明,受控结构层间位移响应的变异性明显降低,结构的安全性显著提高。同时,基于时不变增益矩阵的控制律的控制效果在一定程度上受制于控制力施加的大小与系统稳定性之间的平衡关系,而考虑了每一个时间步位移和速度对增益矩阵影响、基于时变增益矩阵的控制律则能以较小的控制出力获得较好的控制效果。     

基于自适应模糊控制算法的公路桥梁MR半主动控制

摘要：为了有效处理振动控制中结构的非线性和外界荷载的不确定性,提出了基于自适应模糊控制算法（AFLC）的MR半主动控制算法。AFLC通过在线调节规则后件隶属度函数,以自适应模糊控制系统逼近等价控制律。通过引进Lyapunov稳定性理论设计了相应的自适应率。在此基础上结合限幅最优控制算法（clipped optimal）设计了适合MR阻尼器的半主动控制算法（AFLC/clipped optimal）。针对最近提出的公路桥梁控制的Benchmark问题进行仿真分析,结果表明：在不同场地类型和幅值的地震作用下,基于AFLC算法的主动和半主动控制策略都能够有效的抑制结构的地震响应,且MR半主动控制策略的控制效果与主动控制相近,表明了这种半主动控制策略具有很高的工程应用价值。     

基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架模糊控制

针对磁流变悬架的非线性以及动力学模型的不确定性,提出一种基于混合田口遗传算法的磁流变半主动悬架整车模糊控制策略。首先建立了基于磁流变减振器的整车动力学模型,并将车辆的振动控制分解垂向振动、俯仰、侧倾三个基本任务设计模糊控制器,进而设计了隶属函数和模糊控制规则;接着引入混合田口遗传算法实现对模糊控制器的隶属函数和模糊控制规则同时优化;最后进行实车道路试验来验证控制策略的有效性。试验结果表明,基于混合田口遗传算法的模糊控制能够降低确定路面激励下车身加速度峰峰值,降低随机路面激励下的加速度均方根值,显著提高车辆的平顺性,其控制效果要优于优化前的模糊控制策略。     

基于驱动谱修正迭代控制算法的三轴振动控制研究

对三轴振动试验系统进行分析,研究了多输入多输出功率谱复现控制算法。利用HV频响函数估计法对系统进行辨识。针对系统频响矩阵为长方阵并出现奇异点的情况,采用奇异值截断法保证算法的稳定性,并运用迭代控制算法修正驱动谱提高振动控制的精度。通过三轴向振动台与集成该算法的多输入多输出振动控制器进行三轴向振动试验。实验结果表明:基于HV频响函数估计法修正迭代控制算法进行振动试验对功率谱的复现具有较好的精度和工程实用性。     

Adaptive output feedback sliding mode control for time-delay systems with extended disturbance

This study proposes a new adaptive output feedback sliding mode control (SMC) for mismatched uncertain time-delay systems. First, sufficient conditions in terms of linear matrix inequalities are derived such that the equivalent reduced-order system in the sliding mode is asymptotically stable. Second, based on a new lemma and a novel adaptive law, an adaptive sliding mode controller is designed to guarantee the finite-time reachability of the system states using output feedback only. The proposed method is not limited by the following conditions: (1) the exogenous disturbances must be bounded by a known function of the outputs or by a known function of the state and delayed state variables, and (2) the norm of unmeasured states must be bounded by a constant value. As these conditions are required for the application of most existing SMC approaches for time-delay systems, the proposed approach can be applied to a more generalized system, making it a valuable contribution to the field.     

基于非线性随机最优控制的大跨度斜拉桥地震响应Benchmark问题研究

大跨度斜拉桥Benchmark问题的振动控制研究是当前国际结构控制研讨会的重要议题之一。以美国Bill Emerson Memorial斜拉桥第二阶段Benchmark模型为研究对象,在非线性随机动力学与控制的拟哈密顿理论体系框架下,运用基于随机平均法和随机动态规划原理的非线性随机最优（NSO）控制策略,对地震作用下的Benchmark模型进行MATLAB仿真分析。将最优控制力和性能评价指标与线性二次型Gauss（LQG）控制的计算结果进行对比,得出非线性随机最优控制策略能够更加有效地抑制斜拉桥的地震响应,提高结构的动力稳定性和抗震能力,具有更好的控制效果,对实际桥梁工程的振动控制具有较强的指导意义和适用价值。     

土层地基上建筑结构混合控制的减震效率

研究土 -结构相互作用对结构混合控制减震效能的影响。首先建立了土层地基上结构混合控制的运动方程 ,通过不同输入地震波、不同土层剪切波速、不同结构参数等条件下的数值分析 ,讨论了桩基础对结构混合控制减震效率的影响规律。数值结果表明 :对于土 -结构相互作用体系 ,采用混合控制的减震效率明显要强于单一的 TL D的减震效率 ;在土层较为坚硬的情况下 ,混合控制仍具有较高减震效能 ;随着土层变软 ,土 -结构相互作用减小结构地震反应的效应趋于明显 ,混合控制的减震效率明显降低 ,因此 ,对软土地基上的结构实施混合控制时 ,必须先要正确分析土 -结构体系的地震反应。     

含时滞振动主动控制系统地震响应的数值分析

本文采用精细积分方法计算了时滞受控系统在地震作用下的动力响应,得到在不同反馈增益下随时滞量变化的系统地震响应峰值分布。分析了在小时滞范围内随时滞量变化和反馈增益在不同的取值下对系统响应的影响,结果表明时滞对系统控制效果的影响程度随反馈增益的增大而增大,当时滞较大时,采用较小的控制增益控制效果较好,当时滞较小时,采用较大的控制增益可以获得更好的控制效果。本文结果可用于设计考虑时滞影响的结构振动主动控制算法。