检索结果-内蒙古大学图书馆

世界地震工程 2007年第3期23卷 79-85页

作者：王国胜张春巍段广仁欧进萍哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150001

提出了一种具有地震抑制功能的结构抗震主动控制算法。其特点是设计一组状态反馈控制律,使得闭环结构系统在具有希望极点的同时,还能够减小结构地震输入的影响。首先,在特征结构配置参数化方法的基础上,将该控制问题转化为一个含有约束... 详细信息

提出了一种具有地震抑制功能的结构抗震主动控制算法。其特点是设计一组状态反馈控制律,使得闭环结构系统在具有希望极点的同时,还能够减小结构地震输入的影响。首先,在特征结构配置参数化方法的基础上,将该控制问题转化为一个含有约束条件的优化问题;其次,给出了求解该问题的算法及实施步骤,该方法直接基于结构系统原始矩阵,不涉及系统的增广或变换,便于工程应用;最后,对地震作用下三层剪切型Benchmark结构模型进行了仿真分析,结果表明本文所提具有地震干扰抑制功能算法的有效性。

关键词：地震抑制干扰解耦特征结构配置主动控制算法仿真分析

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高架桥结构振动主动控制算法及其MATLAB仿真实现

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工业建筑 2008年第z1期38卷 384-387,381页

作者：吴春洋韩淼霍文营北京建筑工程学院北京100044 中国建筑设计研究院北京100044

探讨了高架桥结构地震反应LQR(Linear Quadratic Regulator)主动控制算法,并利用MATLAB语言编制的程序对高架桥进行了数值仿真计算。提出了在应用该算法进行主动控制MATLAB仿真分析时的实现方法对同一个系统,在EI-Centro、Taft、Tianji... 详细信息

探讨了高架桥结构地震反应LQR(Linear Quadratic Regulator)主动控制算法,并利用MATLAB语言编制的程序对高架桥进行了数值仿真计算。提出了在应用该算法进行主动控制MATLAB仿真分析时的实现方法对同一个系统,在EI-Centro、Taft、Tianjin 3种地震激励下进行数值计算。数值结果表明,主动控制技术能够有效地减小高架桥的地震反应。

关键词：高架桥主动控制算法 MATLAB仿真地震响应

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针对不同误差通道特性的噪声主动控制算法研究

针对不同误差通道特性的噪声主动控制算法研究

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作者：朱丽平哈尔滨工程大学

学位级别：博士

舱室内部噪声是船舶设计过程中需要考虑的一个重要指标之一,并且近年来各机构对这一指标的要求不断增加。本文采用主动控制的方法针对船舶舱室等封闭空间内部低频噪声进行控制,并对控制算法进行了深入研究。对控制过程中出现的非最小相... 详细信息

舱室内部噪声是船舶设计过程中需要考虑的一个重要指标之一,并且近年来各机构对这一指标的要求不断增加。本文采用主动控制的方法针对船舶舱室等封闭空间内部低频噪声进行控制,并对控制算法进行了深入研究。对控制过程中出现的非最小相位误差通道、时变误差通道以及非线性误差通道的系统进行了相应算法改进以提高噪声控制效果。具体工作如下:首先对传统的噪声主动控制算法及相关改进算法的特性进行了介绍和分析,并对它们的降噪性能进行了仿真对比。以控制封闭空间内部噪声为例对带宽噪声控制过程中影响算法性能的主要因素进行了讨论。试验采用多通道前馈自适应算法,利用结构的振动信号作为参考信号,对空间内部噪声进行控制,并对试验过程中产生的问题进行了详细的分析和研究。通过依次对参考信号、采样频率、误差通道等环节进行仿真对比和讨论,最终得到了影响带宽噪声控制效果的主要因素并且通过试验对仿真结果进行了验证。同时对发动机阶次噪声控制过程中遇到的问题也进行了研究和分析。根据多通道控制系统中参考信号和噪声之间的多相干性关系,提出了一种基于噪声成份的基本通道辨识方法。该方法能够在激励源信号相关的情况下完成多通道系统中各个基本通道传递函数的辨识。通过分析非最小相位误差通道对于宽频带噪声控制的影响,本文将辨识得到的基本通道与误差通道的稳定近似逆结合起来,并提取因果部分得到了因果最优控制器。该控制器既可以作为线性时不变系统的最优控制器以取得最佳的噪声控制效果;又可以作为一个准确的预测器来统计一个控制系统在实际应用中可以取得的最大降噪效果进而对控制系统进行改进。该因果最优控制器的性能采用在试验过程中采集的数据通过仿真进行验证,并将得到的噪声控制结果与采用传统噪声控制算法得到的控制结果进行对比和讨论。针对时变的误差通道系统,传统的自适应算法不能有效地对噪声进行控制,甚至还会引起控制系统不稳定。对此本文通过优化归一化步长因子和采用外加白噪声增益自动调节策略,提出了一种改进的误差通道在线辨识方法。其中外加白噪声增益和归一化变步长因子分别根据建模滤波器和自适应滤波器的收敛状态而实时调节。算法的性能通过采用不同类型的输入信号进行了仿真验证。与现有的在线辨识方法相比,本文提出的方法在计算量没有明显增加的情况下,可以实现误差通道建模速度和精度的提高。控制系统中误差通道存在非线性特性也是降低噪声控制效果的主要原因之一。为了提高非线性误差通道控制系统的噪声控制性能,本文基于李雅普诺夫函数设计了反馈式控制器。该控制器首先针对包含不确定参数在内的线性部分系统采用线性矩阵不等式设计H∞鲁棒性控制器,然后采用逐步后推法使非线性扬声器系统跟踪上述得到的鲁棒性控制器最优解并统计未知系统参数。由于上述控制器设计过程中需要使用系统的状态变量,为了减小控制系统成本,采用扩展卡尔曼状态观测器实时统计系统状态变量,并将状态统计误差考虑在内对设计的控制算法进行了修正。然后采用仿真对设计的控制算法在关心频带内的降噪性能进行验证。接着设计了一套简便易行的扬声器线性及非线性参数辨识方案,并在实验室中对非线性扬声器进行了精确的建模和参数辨识。然后采用状态子空间法对噪声传递路径对应的状态空间矩阵进行了辨识,并基于辨识结果对该非线性算法的应用局限性进行了说明。为了提高非线性算法的通用性,本文在离散域中采用非线性数字滤波器设计控制系统,并提出了一种改进的非线性自适应前馈控制算法。该算法采用双线性滤波器结构,通过对参考信号进行三角函数展开来完成高阶非线性控制滤波器的设计;并且将参考信号的三角函数展开与控制器输出信号的乘积考虑在内,使得控制滤波器在完成高阶非线性化的同时尽可能减小它的长度。该控制滤波器在更新过程中引入了加权因子,减小了非线性控制滤波器中较小的权值项产生的输出对整体滤波器系数收敛产生的干扰,从而加快了控制滤波器的收敛速度。接着针对不同类型的非线性误差通道和噪声,本文对该非线性控制算法的降噪效果进行了仿真比较。最后在实验室中采用TMS 320F28069型DSP控制器对该算法进行了实现,并对噪声控制效果进行了验证。

关键词：船舶舱室噪声低频噪声控制主动控制算法误差通道特性

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车辆悬挂功率反馈主动控制算法

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噪声与振动控制 2015年第3期35卷 130-134,148页

作者：张磊张进秋毕占东何旭王兴野装甲兵工程学院装备试用与培训大队北京100072

以提高车辆减振性能为目的,提出一种基于降低悬挂系统传递至车体平均功率的功率反馈主动控制算法。以某轮式车辆四分之一车辆二自由度悬挂系统模型为研究对象,基于时域和频域相结合的方法对算法性能进行分析和评价,并分析权重系数取值... 详细信息

以提高车辆减振性能为目的,提出一种基于降低悬挂系统传递至车体平均功率的功率反馈主动控制算法。以某轮式车辆四分之一车辆二自由度悬挂系统模型为研究对象,基于时域和频域相结合的方法对算法性能进行分析和评价,并分析权重系数取值对算法性能的影响。结果表明:功率反馈控制算法能够显著改善车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性,提高车辆减振性能。

关键词：振动与波悬挂系统主动控制算法功率反馈

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3种主动控制算法的结构振动控制效果研究

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广西科技大学学报 2016年第3期27卷 69-75页

作者：樊文华邹万杰广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006

针对不同类型的结构,由Matlab中的相关函数命令求出相应的控制力状态反馈增益矩阵,继而得出结构振动的位移、加速度和控制力,比较分析了3种主动控制算法的控制效果,并给出了基于Matlab的三层框架结构的算例.分析结果表明:主动控制能够... 详细信息

针对不同类型的结构,由Matlab中的相关函数命令求出相应的控制力状态反馈增益矩阵,继而得出结构振动的位移、加速度和控制力,比较分析了3种主动控制算法的控制效果,并给出了基于Matlab的三层框架结构的算例.分析结果表明:主动控制能够有效地减小结构的地震响应,特别是当结构刚度较大时,3种主动控制算法控制效果均较理想;而当结构刚度较小时,各种控制算法的控制效果差异较大,LQR控制算法和模态控制算法的控制效果较好,而极点配置控制算法控制效果较差,甚至可能放大地震响应,需要优化极点配置得到适宜的状态反馈增益矩阵以改善结构加速度响应的控制效果.

关键词：主动控制算法结构刚度控制效果 Matlab

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馈能型主动悬架控制算法研究

馈能型主动悬架控制算法研究

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作者：林晨青岛理工大学

学位级别：硕士

主动悬架可以很好地适应各种不同的工况,显著提高车辆行驶平顺性和车身姿态,是车辆底盘控制的主要研究方向之一,但是高性能的控制算法运作时需要消耗大量的能量,限制了主动悬架的广泛应用。馈能悬架能够将原本传统减振器耗散掉的能量转... 详细信息

主动悬架可以很好地适应各种不同的工况,显著提高车辆行驶平顺性和车身姿态,是车辆底盘控制的主要研究方向之一,但是高性能的控制算法运作时需要消耗大量的能量,限制了主动悬架的广泛应用。馈能悬架能够将原本传统减振器耗散掉的能量转化为电能储存并且再利用,可增加主动悬架能量供给。本文提出一种基于电磁式馈能减振器的主动悬架,既能回收振动能量,又能实现主动控制,改善车辆的动力学性能。通过四种方案分析,本文采用滚珠丝杠结构结合无刷直流电机构成馈能减振器,分析了其结构和工作原理。进而建立电磁式馈能悬架模型,该模型包括主动悬架模型和控制电路模型两部分,在此基础上,提出自供能效率和馈能效率作为馈能悬架馈能效果的评价指标。针对悬架动力学模型,分别设计了基于最优控制算法、模糊控制算法和变论域模糊控制算法的悬架控制器。在Matlab/Simulink仿真环境下建立路面输入和馈能悬架系统模型,以车身垂直加速度、悬架动行程和轮胎动位移作为评价悬架性能的指标,分析不同随机路面输入同一控制算法以及同一路面输入不同控制算法的控制效果和馈能效果。仿真结果表明,在不同路面输入下,LQG控制器的控制效果相差不大,对于模糊控制器和变论域模糊控制器来说,路面条件越差,车身加速度和轮胎动位移的控制效果越好,但是悬架动行程的控制效果会略微变差;三种控制器的馈能效果均不随路面输入的变化而变化。同一路面输入下,LQG控制器的控制效果最好,而变论域模糊控制器的控制效果优于模糊控制器;对于馈能效果而言,LQG控制器的馈能效果最好,而模糊控制的馈能效果优于变论域模糊控制。此外,为了保证执行机构实际主动输出力与理想主动控制力的一致性,分别对执行电路采用PI、PD和PID三种控制策略,以采用LQG控制器的主动悬架为例,对执行电路的控制效果进行仿真分析,结果表明,三种控制器优化效果相近。

关键词：馈能悬架主动控制算法自供能效率

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桥梁结构地震反应控制算法研究

桥梁结构地震反应控制算法研究

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作者：甄宝山西南交通大学

学位级别：硕士

该文总结了桥梁抗震理论的发展过程和结构控制理论的发展情况;介绍了主动调谐质量阻尼器系统AMD的组成、工作流程及控制力的施加等主动控制减震的基本原理;利用达朗贝尔原理推导了主动控制系统在地震作用下的运动方程;比较了经典线性最... 详细信息

该文总结了桥梁抗震理论的发展过程和结构控制理论的发展情况;介绍了主动调谐质量阻尼器系统AMD的组成、工作流程及控制力的施加等主动控制减震的基本原理;利用达朗贝尔原理推导了主动控制系统在地震作用下的运动方程;比较了经典线性最优控制算法、独立模态空间控制算法、瞬时最优控制算法、预测控制算法、界限控制算法等五种主动控制算法.通过比较分析认为采用界限控制算法对桥梁地震反应进行控制简单可靠便于在实际工程施工和维修中操作.该文针对桥梁地震反应的控制,使用梁杆单元,采用界限控制算法进行了有限元程序的编制.程序编制过程中缆索杆单元的弹性模量考虑了垂度效应.用算例对该程序进行了验证;并对一斜拉桥仿真模型输入El-Centro地震波,进行了主动控制分析,得到了预期的控制效果.

关键词：主动控制算法桥梁地震反应

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基于主动控制优化被动黏滞阻尼器及混合隔震研究

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工程科学与技术 2020年第3期52卷 70-77页

作者：张冠平刘彦辉谭平金建敏广州大学工程抗震研究中心广东广州510405 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510405

针对隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题,提出了基于主动控制算法优化被动黏滞阻尼器的策略。并将被动黏滞阻尼器安装于基础隔震结构形成被动混合控制结构,采用此被动混合控制能够基本实现主动混合控制的控制效果,实现以更加... 详细信息

针对隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题,提出了基于主动控制算法优化被动黏滞阻尼器的策略。并将被动黏滞阻尼器安装于基础隔震结构形成被动混合控制结构,采用此被动混合控制能够基本实现主动混合控制的控制效果,实现以更加经济简便的方式解决隔震结构在超防烈度下隔震层位移响应过大问题。首先,将主动控制装置设置于隔震层形成主动混合隔震控制体系,采用主动控制算法获取隔震层主动控制力与速度特性;其次,利用主动控制力与速度关系曲线,通过最小二乘法拟合被动黏滞阻尼器的最优阻尼系数与速度指数,最后将设计出的被动黏滞阻尼器安装于隔震层,形成被动混合隔震控制体系。以1栋7层基础隔震结构为受控模型,通过对主动混合隔震控制体系与被动混合隔震控制体系的仿真分析可知:主动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为39.41%、45.04%及55.54%;被动混合隔震控制对隔震层位移的减震率分别为36.40%、44.30%及52.51%。被动混合隔震控制对于隔震层位移的减震率能够达到主动混合隔震控制效果的90%以上,被动混合隔震控制对于隔震层加速度响应的减震率能够达到主动混合隔震控制的60%以上,被动混合控制也同样实现了减小隔震层地震响应的同时不增加上部结构的响应。依据主动控制算法设计的被动黏滞阻尼器形成的被动混合控制结构能够基本实现主动控制的效果,说明依据主动控制设计被动黏滞阻尼器实现主动控制效果的思想的可行性。

关键词：基础隔震结构主动控制算法被动黏滞阻尼器混合控制体系

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基于遗传算法策略的含时滞结构振动控制的研究

基于遗传算法策略的含时滞结构振动控制的研究

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中国力学学会2009学术大会

作者：薛晓敏孙清张陵伍小红张斌西安交通大学航天航空学院西安 710049 西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安 710049

目前适用于工程结构的主动控制算法主要有二次型线性最优控制、独立模态最优控制、预测最优控制、脉冲控制和最优控制等等。一般而言，以上控制算法都能获得较好的控制效果，但是由于其理论的局限性，无法解决时滞控制等问题。基于此，... 详细信息

目前适用于工程结构的主动控制算法主要有二次型线性最优控制、独立模态最优控制、预测最优控制、脉冲控制和最优控制等等。一般而言，以上控制算法都能获得较好的控制效果，但是由于其理论的局限性，无法解决时滞控制等问题。基于此，本文提出一种全新的控制技术——遗传算法控制策略，该策略以动力学理论为研究依据，根据不同的优化控制目标实现最优控制力的求解，该方法能够灵活设定不同的控制目标，无论是结构响应的任何状态参数或控制能量都能成为其控制目标，然后实现该目标下的最优控制效果。同时，由于控制器充分考虑了时滞对结构振动控制的影响，因而有效解决了由于时滞的存在使得结构控制实现困难的问题。为了验证时滞对结构控制效果的影响，本文采用遗传控制策略对不同时滞条件下，观察时滞对控制效果的影响，此方法求解的控制力对系统的镇定具有很好的控制效果，时滞的存在并未对系统的控制效果产生影响。总结，遗传算法控制器具有很好的可靠性，控制效果优良，能够满足不同控制目标的要求，该算法对动力系统存在的时滞也得到了很好的解决。

关键词：结构振动控制遗传算法 GA控制器时滞主动控制算法线性最优控制

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基于混合不确定建模的车辆油气悬架特性及鲁棒控制研究

基于混合不确定建模的车辆油气悬架特性及鲁棒控制研究

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作者：孙涛上海交通大学

学位级别：博士

悬架系统对车辆行驶的平顺性和安全性起到至关重要的作用,特别是军用车辆,悬架系统设计时必须考虑车辆能够快速通过较差的路面以便提高部队的机动性和快速反应能力,这对车辆的悬架系统提出了很高的要求。目前常用的悬架系统中,油气弹簧... 详细信息

悬架系统对车辆行驶的平顺性和安全性起到至关重要的作用,特别是军用车辆,悬架系统设计时必须考虑车辆能够快速通过较差的路面以便提高部队的机动性和快速反应能力,这对车辆的悬架系统提出了很高的要求。目前常用的悬架系统中,油气弹簧悬架系统以其优越的非线性特性和良好的减振性能使车辆平顺性得到很大的提高。本文结合总装备部“十五”预先研究项目《军用工程机械油气悬架技术研究》及高等学校博士学科点专项科研基金《基于非线性刚柔耦合多体模型车辆主动悬架系统设计研究》(20020248042),针对油气悬架的特性及其控制方面的关键问题,如被动油气悬架减振特性、非线性特性对车辆平顺性的影响分析和改进潜力,以及由于模型内部不确定性和外部扰动而引出的主动悬架鲁棒控制算法设计和干扰抑制等问题；提出了基于混合不确定建模的油气悬架减振特性及鲁棒控制研究的博士研究课题。论文的主要研究工作包括两大部分:\n 一、在回顾油气悬架及其主动控制算法的研究现状和设计关键问题的基础上,以某军用轮式工程车辆被动油气悬架为研究对象,根据其实际结构建立了该油气悬架的非线性数学模型,并对油气悬架刚度特性和阻尼特性进行了仿真和试验分析；在非线性车辆模型的基础上,进行了车辆的行驶平顺性分析,结果表明了油气悬架渐增性可变刚度特性和非线性阻尼特性对车辆行驶平顺性的改善程度,并预测了油气悬架参数变化对系统性能的影响；同时,以该军用工程车辆为对象,对悬架的刚度和阻尼设计参数进行了初步的优化,为被动油气悬架的改进设计提供了理论依据。\n 二、在对被动油气悬架特性研究的基础上,本文对其主动控制系统的鲁棒控制器设计问题进行了系统的研究。\n 首先,建立了包含主动控制系统特性在内的油气悬架非线性动力学模型并在伺服阀工作点进行了线性化处理。在对模型内部不确定性及外部扰动分析的基础上,采用H∞鲁棒控制方法,基于名义模型应用频率加权函数设计了主动悬架的H∞控制器。通过对随机路谱和确定性路面输入的响应分析可知,H∞控制系统显著地降低了人体垂向敏感频带范围内的加速度水平。同时,应用结构奇异值(μ)理论分析了闭环系统对混合型模型不确定(参数不确定和未建模动态)的鲁棒性,并进一步分析了闭环系统对不同摄动的鲁棒性强弱问题。\n 其次,应用线性分式变换理论建立了包含参数不确定性和执行器未建模动态不确定性在内的主动悬架混合不确定系统模型。利用鲁棒μ综合控制方法,在建模之初对不确定性加以考虑,将模型不确定性中的已知可用结构信息从反馈连接中分离出来,并构造虚拟不确定块将系统性能加入不确定块结构中,通过D-K迭代过程,设计出了复数μ综合鲁棒控制器。并首次应用混合μ分析的方法降低了复数μ综合控制器设计的鲁棒保守性。仿真结果表明,当存在广泛意义的有界混合型模型不确定的条件下,与H∞控制系统相比,鲁棒μ综合控制主动悬架的鲁棒性能更好。\n 最后,为同时利用H∞控制鲁棒性较强的优势和H2控制时域性能度量较好的特点,本文研究了混合H2/H∞范数度量意义下的主动悬架控制问题,以便达到兼顾系统时域和频域综合性能指标的目的。将系统输出分为性能输出和约束输出两部分,并用H2范数和H∞范数分别加以度量,利用基于线性矩阵不等式区域极点配置的方法设计了混合H2/H∞控制器。

关键词：车辆油气悬架混合不确定性建模鲁棒控制 H∞控制主动控制算法

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