【摘要】：隨著科學技術(shù)的發(fā)展,在現(xiàn)階段,對于建筑結(jié)構(gòu)工程來講,集中控制策略的研究與分析過程已經(jīng)存在比較普遍的理論依據(jù)。穩(wěn)定的分散控制可以解決上述集中控制策略過于依賴中央處理器的問題。把整個建筑系統(tǒng)具體劃分為若干低階子結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的策略就是分散控制策略。本次研究主要根據(jù)高層建筑在地震波的作用下,采用分散主動控制,控制層間位移、加速度及控制力進行研究與討論,同時針對分散控制系統(tǒng)進行理論推導(dǎo)、穩(wěn)定性判斷并利用遺傳算法進行優(yōu)化作動器安裝位置。具體研究內(nèi)容如下:(1)介紹結(jié)構(gòu)振動主動控制算法。從理論上分析線性二次經(jīng)典最優(yōu)控制算法(LQR)。為了保證目標的實現(xiàn),利用遺傳算法優(yōu)化作動器安裝位置,設(shè)計新的適應(yīng)度函數(shù),要求控制器充分發(fā)揮其功能,并提高控制的精度。最后通過MATLAB/Simulink展開科學計算,比較3層框架結(jié)構(gòu)在無控狀態(tài)、線性二次優(yōu)化控制算法和基于改進遺傳算法的LQR控制算法下,結(jié)構(gòu)層間位移、加速度及結(jié)構(gòu)控制力的對比分析圖,根據(jù)最終的研究結(jié)果可以觀察出,經(jīng)過優(yōu)化處理的控制算法對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能發(fā)揮重要的積極作用。(2)結(jié)合在集中控制過程中產(chǎn)生的一系列問題,運用分散控制方法進行實驗,將較為復(fù)雜的主系統(tǒng)進行科學的劃分,分成幾個低階子系統(tǒng),同時運用離散線性二次經(jīng)典最優(yōu)控制算法(LQR)應(yīng)用其中,利用改進的遺傳算法對分散子系統(tǒng)進行作動器安裝位置的優(yōu)化。對建筑結(jié)構(gòu)振動的控制效果進行研究。經(jīng)過MATLAB/Simulink仿真,分別應(yīng)用分散LQR控制算法和遺傳算法優(yōu)化分散LQR控制算法對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)中的層間位移和加速度峰值,以及控制力時程互相進行指標間的對比,驗證其控制效果良好。(3)闡述幾種應(yīng)用比較普遍的遺傳算法。并且采用加權(quán)計算方法針對遺傳算法適應(yīng)度函數(shù)進行改進,給出三種結(jié)構(gòu)控制指標的新適應(yīng)度函數(shù),提出一種基于遺傳算法優(yōu)化作動器安裝位置的LQR控制算法,并以3層和20層Benchmark模型為研究對象,對層間最大位移和加速度為指標進行算例仿真分析,結(jié)果表明該方法的有效性。
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU352.11
【圖文】：

西安建筑科技大學碩士論文西藏林芝市巴宜區(qū) 5.0 2017/12/20在過去的一年中，令人印象深刻、地震規(guī)模最大的應(yīng)數(shù) 2017 年 8 月 8 日四川阿壩州九寨溝縣發(fā)生 7.0 級地震，地震造成了 73671 間房屋不同程度受損，25人死亡，525 人受傷，造成損失 1.1446 億。四川省綿陽市 11 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同程度受災(zāi)，臨近的成都、重慶、西安等震感強烈，九寨溝景區(qū)里有房屋開裂和倒塌現(xiàn)象。因地震中心地處旅游中心，游客人數(shù)較多，疏散游客有較大的困難，給救援工作增加了極大的難度。圖 1.1 為四川省九寨溝縣震后模樣。

西安建筑科技大學碩士論文，并且是建筑結(jié)構(gòu)抗震這一領(lǐng)域的熱點課題。制精度為前提同時也要求控制經(jīng)濟成本，優(yōu)化設(shè)計意制精度，并要求結(jié)構(gòu)材料本身的成本最低。結(jié)構(gòu)優(yōu)化。隨著科學技術(shù)的進步，人們相繼提出了若干并不依式，例如進化策略法、遺傳算法以及進化計算方法等了普通計算方式不能有效解決的問題，比如建筑結(jié)構(gòu)問題和其他建筑結(jié)構(gòu)的問題等。

圖 2.1 遺傳算法流程圖根據(jù)設(shè)定好的規(guī)則，計算出每個個體的適應(yīng)度值，并從上一代中應(yīng)度值的個體繼承到下一代。對于每一對個體，種群中的個體隨機配對，交叉概率被用來相互換的染色體部分。對于種群中的每一個個體而言，基因在某一位置或個體上的基因所改變，從而獲得一個新的個體。傳統(tǒng)優(yōu)化方法進行比較，描述了遺傳算法的特點及其與幾種搜索。是經(jīng)典的尋優(yōu)算法之一。在一個連續(xù)的有限的搜索空間或者一個里，但凡是空間里存在的點，該搜索方法要求空間里每個點的目一次，并且是高度有效的。然而，這種搜索算法的魯棒性不強并

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本文編號：2750434