基于自适应伸缩因子的变论域模糊PID 振动控制方法
2021-11-17蒋伟,刘纲,2,王涛,高凯
工程力学 2021年11期
蒋 伟,刘 纲,2,王 涛,高 凯
(1. 重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2. 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400030)
随着土木工程结构向高、大、长方向发展,结构的非线性、复杂构造等影响益发显著[1],传统抗震设计已无法有效解决结构过大振动问题,故振动控制已成为土木工程领域的重要研究分支。按是否需要外加能源、结构自身响应信息等,振动控制可分为被动、主动、半主动和混合控制4 类[2]。国内外大量学者针对以上四种控制方法进行了深入研究,取得了丰硕成果。其中,半主动控制根据结构响应信息实时改变结构的动力特性(刚度、阻尼),具有耗能小、稳定性高及动力可调等优点,已成为振动控制领域的前沿研究方向。
目前,国内外已成功研发了变阻尼、变刚度和变刚度变阻尼等多种半主动控制系统[3],并在控制装置与控制算法2 个方面取得了长足进步。在控制装置方面,近年来国内外学者和工程界研制了可变刚度、阻尼的阻尼器、隔震支座等控制装置,特别是随着磁流变(magneto-rheological,MR)、记忆合金等智能材料的兴起,变阻尼控制装置得到了飞速发展,研制了粘滞变阻尼器、磁流变阻尼器、电流变阻尼器及压电变摩擦阻尼器等多种新型变阻尼控制装置[4],已在实验室结构、实际工程结构中发挥了重要作用。
在变阻尼系统的控制算法方面,19 世纪初即提出了线性二次状态调节器(linear quadratic regulator,LQR)、滑动模态及Bang-Bang 等控制算法[4]。针对磁流变、电流变等新型阻尼器,逐步提出了线性二次型最优控制[5]、H∞控制[6]等方法。……
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