實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)的H∞控制.pdf

1、作為獲取地震作用下土木工程結(jié)構(gòu)響應(yīng)和評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的一種重要手段,實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)得到了世界各國(guó)學(xué)者的廣泛研究。實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)成功的關(guān)鍵是試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)與數(shù)值子結(jié)構(gòu)在邊界上協(xié)調(diào),這就需要作動(dòng)器精確跟蹤數(shù)值子結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的命令信號(hào)。然而,由于實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)中電液伺服作動(dòng)器的非線性等因素不可避免的引入了時(shí)滯,導(dǎo)致系統(tǒng)的等效阻尼比減小,影響試驗(yàn)的精度甚至使試驗(yàn)發(fā)散。同時(shí),在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)入非線性階段,導(dǎo)致作動(dòng)器的跟蹤性能下降,也將對(duì)實(shí)時(shí)試驗(yàn)造成

2、重大的影響。因此,良好的加載控制有助于實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)的成功。
　　本文針對(duì)實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)的各種不確定性展開了魯棒性研究,主要進(jìn)行了以下工作:
　　1、研究了標(biāo)準(zhǔn)H∞控制的2-Riccati方程求解方法,引入了H∞控制的積分控制,給出了設(shè)計(jì)中權(quán)函數(shù)選取原則,進(jìn)行了權(quán)函數(shù)對(duì)被控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和抗干擾(輸出端干擾、控制器輸出干擾)性能的影響分析,并完成了數(shù)值算例。
　　2、針對(duì)作動(dòng)器非線性模型,設(shè)計(jì)了H∞控制器、PID控制器和內(nèi)

3、部模型控制器,進(jìn)行了建模誤差、試件參數(shù)變化、外界干擾以及測(cè)量噪聲的魯棒性研究,并完成了線彈性試件和非線性試件的實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)數(shù)值仿真。結(jié)果表明,依據(jù)確定性的模型設(shè)計(jì)得到的控制器當(dāng)考慮各種不確定性時(shí),H∞控制器具有較強(qiáng)的魯棒性。
　　3、對(duì)FTS實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)識(shí)別和理論建模,設(shè)計(jì)了H∞控制器和PI控制器,進(jìn)行了系統(tǒng)性能分析以及不同結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)數(shù)值仿真;提出了具有積分性質(zhì)的控制器的切換控制方法,并完成了線性彈簧試件的實(shí)