【碩士】基于MBC的復(fù)雜結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究

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　　【學(xué)位年度】2009　　【摘要】　　自1972年華裔學(xué)者Yao提出了土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的概念以來，結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制理論研究和應(yīng)用技術(shù)取得了迅猛的發(fā)展，目前已被廣泛應(yīng)用于土木工程控制的各個(gè)領(lǐng)域，效果顯著。伴隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，高層、高聳、大跨等復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式不斷涌現(xiàn)，結(jié)構(gòu)自由度的增加以及大量控制裝置和傳感器的應(yīng)用，使得土木工程控制系統(tǒng)趨于復(fù)雜化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)控制方法發(fā)生轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的集中控制策略逐漸暴露出局限性。為了解決集中控制方法處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)方面的不足，20世紀(jì)70年代分散控制策略應(yīng)運(yùn)而生?；谑袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的控制策略(Market-based control，MBC)作為一種分散控制方法，是一種多目標(biāo)優(yōu)化算法。MBC策略是將自由經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中的價(jià)格機(jī)制引入到控制系統(tǒng)中，以市場(chǎng)模擬控制系統(tǒng)，以銷售商和消費(fèi)者分別替代能量源系統(tǒng)和受控結(jié)構(gòu)，通過模擬自由市場(chǎng)中的經(jīng)濟(jì)行為完成控制能量的最優(yōu)分配，以解決不同領(lǐng)域的控制問題。　　　　目前，已有MBC理論主要用于解決結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)下的控制問題，對(duì)于進(jìn)入彈塑性狀態(tài)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究較少。此外，MBC策略應(yīng)用時(shí)主要基于精確的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，而對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)而言，由于結(jié)構(gòu)本身存在的非線性、時(shí)變性、不確定性和復(fù)雜性等因素，往往很難建立精確的計(jì)算模型，使得MBC策略的應(yīng)用受到限制。鑒于以上原因，本文主要開展了以下幾方面的研究工作：　　　　 (1)總結(jié)了MBC理論的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，介紹了MBC理論的經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)，概括了結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)市場(chǎng)模型的理論基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)工程中常用的MBC供需函數(shù)模型予以總結(jié)和分析，為MBC策略在土木工程振動(dòng)控制中的應(yīng)用提供理論平臺(tái)。　　　　 (2)在已有MBC理論的基礎(chǔ)上考慮復(fù)雜結(jié)構(gòu)的非線性問題，以擬力法為結(jié)構(gòu)非線性求解平臺(tái)，解決結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)、求解速度慢、存儲(chǔ)空間大等問題，實(shí)現(xiàn)了MBC策略在結(jié)構(gòu)非線性控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過數(shù)值算例驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性?！　　　?(3)將模糊邏輯理論引入MBC策略中，利用模糊邏輯不需要建立精確計(jì)算模型的優(yōu)點(diǎn)，提出了基于MBC理論的模糊價(jià)格規(guī)則提取方法；在此基礎(chǔ)上，建立了基于MBC理論的模糊控制方法。數(shù)值算例展示了模糊價(jià)格提取方法的操作流程，將模糊控制方法用于結(jié)構(gòu)控制中取得了較好的控制效果?！　」?9頁(yè)

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