本文選題：建筑結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：振動(dòng)控制　出處：《西安建筑科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近些年,我國(guó)地震災(zāi)害頻頻發(fā)生,對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失,此外,伴隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展,建筑的層數(shù)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度也在不斷增加,傳統(tǒng)采用高強(qiáng)度建筑材料來(lái)抵抗地震的做法已經(jīng)無(wú)法滿足要求,而且增加了工程造價(jià)的成本。因此學(xué)者們考慮將各種控制算法應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)抗震控制中并取得了較為理想的效果。傳統(tǒng)的集中控制策略中采用單個(gè)控制器控制整個(gè)系統(tǒng)的方式本身存在嚴(yán)重缺陷:信息處理效率低,中央控制器出現(xiàn)故障,將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。為了克服這些問(wèn)題,學(xué)者們提出了分散控制策略,并將各種主動(dòng)控制算法與其結(jié)合。本文針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震控制問(wèn)題,對(duì)分散控制作了理論推導(dǎo)和仿真分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)結(jié)構(gòu)抗震控制中的Benchmark問(wèn)題,詳細(xì)的介紹了其發(fā)展歷程和評(píng)價(jià)指標(biāo)。并針對(duì)3層和20層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型參數(shù)做了詳細(xì)介紹。(2)介紹了結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制算法,主要針對(duì)線性二次型經(jīng)典最優(yōu)控制算法(LQR)和滑移模態(tài)控制算法(SMC)進(jìn)行了理論分析,最后通過(guò)MATLAB/Simulink進(jìn)行了實(shí)例仿真計(jì)算,通過(guò)最終仿真結(jié)果看出,這兩種控制算法對(duì)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有很好的控制作用。(3)針對(duì)集中控制方法容易出現(xiàn)的問(wèn)題,引入分散控制方法,將一個(gè)復(fù)雜大系統(tǒng)分解成若干個(gè)子系統(tǒng),分別將線性二次型經(jīng)典最優(yōu)控制算法(LQR)和滑移模態(tài)控制算法(SMC)應(yīng)用其中,研究了其對(duì)建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)的控制效果,通過(guò)MATLAB/Simulink仿真,證明了其具有很好的控制效果。(4)詳細(xì)介紹了傳統(tǒng)滑移模態(tài)控制算法產(chǎn)生抖振的原因和當(dāng)前常用的解決方法。利用雙曲正切函數(shù)對(duì)傳統(tǒng)趨近律進(jìn)行改進(jìn),提出了一種基于雙曲正切函數(shù)的無(wú)抖振分散滑移模態(tài)控制算法,并以20層Benchmark模型為研究對(duì)象,進(jìn)行了算例仿真分析,結(jié)果表明了該方法的有效性。
[Abstract]:In recent years, earthquake disasters occur frequently in our country, causing serious losses to people's lives and property. In addition, with the continuous development of building technology, the number of stories and structural complexity of buildings are also increasing. The traditional use of high-strength building materials to resist earthquakes has failed to meet the requirements. In addition, the cost of engineering cost is increased. Therefore, scholars consider applying various control algorithms to seismic control of building structures and obtain more satisfactory results. Traditional centralized control strategy uses single controller control. There is a serious flaw in the way the system works: information processing is inefficient, The failure of the central controller will lead to the paralysis of the whole system. In order to overcome these problems, the scholars put forward the decentralized control strategy and combine various active control algorithms with it. Theoretical derivation and simulation analysis of decentralized control are made. The main research contents are as follows: (1) aiming at the Benchmark problem in seismic control of structures, The development course and evaluation index are introduced in detail, and the active control algorithm of structural vibration is introduced in detail, which is based on the calculation model parameters of 3-story and 20-story building structures. In this paper, the classical linear quadratic optimal control algorithm (LQR) and slip mode control algorithm (SMC) are analyzed theoretically. Finally, an example is given by MATLAB/Simulink, and the final simulation results show that, These two control algorithms have a good control effect on the seismic response of structures. (3) aiming at the problems of centralized control methods, a decentralized control method is introduced to decompose a complex large system into several subsystems. The classical linear quadratic optimal control algorithm (LQR) and the slip mode control algorithm (SMC) are applied to study the control effect of LQR on the vibration of building structure. It is proved that it has a good control effect. (4) the causes of buffeting in the traditional sliding mode control algorithm and the common solutions are introduced in detail. The hyperbolic tangent function is used to improve the traditional approach law. A buffet-free decentralized sliding mode control algorithm based on hyperbolic tangent function is proposed. A numerical example is given to study the 20-layer Benchmark model. The results show that the proposed method is effective.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU352.1

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本文編號(hào)：1683743