输入饱和系统的结构MBC策略研究  

Research on the MBC strategy for input saturation systems

作　　者：宋建筑[1] 李宏男[1,2] 

机构地区：[1]大连理工大学辽宁工程防灾减灾协同创新中心,大连116024 [2]沈阳建筑大学,沈阳110168

出　　处：《应用力学学报》2016年第4期665-671,741,共7页Chinese Journal of Applied Mechanics

基　　金：国家自然科学基金重大国际合作项目(51261120375);国家自然科学基金创新研究群体项目(51121005);国家重点基础研究计划(973计划)(2011CB013605)

摘　　要：对基于市场机制控制(Market-Based Control,MBC)系统中控制变量存在的饱和效应进行了研究。根据结构力学与状态空间理论的模拟关系,将塑性力学中的参变量变分原理、对偶互补关系以及相应的二次规划方法应用到控制系统中,提出了输入饱和系统的结构MBC策略。将提出的控制策略应用于一座20层钢框架结构,并与输入饱和系统的非线性最优控制进行了对比,来验证本文方法的优势。结果表明:当控制系统存在饱和状态时,采用本文提出的输入饱和系统的结构MBC策略比最优控制效果好;相比最优控制策略,MBC策略对结构的位移响应具有更好的控制效果,并且MBC策略对于结构上部加速度的控制效果要好于最优控制;MBC策略在整个时程中所消耗的时间比最优控制快,更适合应用于多维、高层结构。In this study, the saturation effect of control variables in MBC systems is investigated. Parametric variational principle of plastic mechanics, dual complementary relationship and the corresponding quadratic programming method are applied in the control system according to the simulation between structural mechanics and status space theory, so that a MBC strategy is proposed for input saturation system. Then, the advantage of presented MBC method is verified by a 20-story framed structure by comparing with the nonlinear optimal control of input saturation system. Results obtained show that the present MBC method for input saturation system is better than optimal control method and is more suitable for multi high-rise buildings.

关 键 词：MBC策略 输入饱和系统 二次规划 参变量变分原理 

分 类 号：TU311.3[建筑科学—结构工程] TU352.1