主动变刚度-阻尼系统预测最优控制的理论与试验研究  

Experimental and theoretical study on predictive optimal control of active variable stiffness-damping system

作　　者：谭平[1] 阎维明[2] 周福霖[1] 

机构地区：[1]广东省/广州市地震工程与应用技术重点实验室广州大学,广东广州510405 [2]北京工业大学建筑工程学院,北京100022

出　　处：《地震工程与工程振动》2007年第4期139-146,共8页Earthquake Engineering and Engineering Dynamics

基　　金：国家科技部重大基础研究前期研究专项项目(2004CCA03300);广州市科技攻关计划项目(2004Z1-E0051)

摘　　要：介绍了一种具有自主知识产权的新型开关控制型半主动控制系统——主动变刚度.阻尼(AVS.D)系统的减振控制机理,建立了AVS.D结构振动控制体系的运动方程。为了合理补偿AVS.D系统实时控制过程中不可避免地存在着的控制时滞,本文提出一种预测最优控制算法,推导了其开关控制律。为了检验AVS.D系统的减震控制效果及预测最优控制算法的有效性,我们设计研制出AVS.D装置,编制了AVS.D系统预测最优控制的实时控制软件,在某单层钢框架模型上进行了AVS.D系统的模拟地震振动台试验,比较了不同控制方式时的减震效果。研究结果表明,本文所提出的预测最优控制算法是非常有效的,可推广应用于所有开关控制型半主动控制系统。AVS.D系统具有反应放大功能,经济可靠、安全有效,可望有较好的工程应用前景。This paper introduces a new semi-active control system, namely active variable stiffness-damping （ AVS · D） system. The equation of motion of the AVS· D system is established herein. Since the time delay in the control loop cannot be neglected in practicality, a predictive optimal control algorithm is proposed and therefore the control law is derived. In order to investigate the control performance of the AVS · D system and examine the proposed predictive optimal control algorithm, a shaking table test of the AVS · D device installed on a one-story steel frame is performed. Results show that the proposed control algorithm is very effective in compensating the time delay of the AVS · D system and the AVS ·D control system possesses the excellent feature for amplifying the deformation of dampers and can significantly reduce the response of the controlled structure. The AVS· D system is an economical, reliable and effective control system with a good prospect of engineering application in the near future.

关 键 词：半主动控制 主动变刚度·阻尼系统 预测控制 振动台试验 

分 类 号：P315.966[天文地球—地震学]