基于信赖域方法的MR+阻尼器+瞬时最优半主动控制研究.pdfVIP

第六届 全国土木工程研 究生学 术论坛 清华大学 2008 基于信赖域方法的MR 阻尼器 瞬时最优半主动控制 1 1 2 林伟 ，李忠献 ，倪一清 （1. 天津大学建筑工程学院，天津300072 ；2. 香港理工大学土木与结构工程系，香港） 摘 要：本文提出了一种基于信赖域方法的磁流变（MR ）阻尼器瞬时最优半主动控制算法。该控制算法不以主动 最优控制力为目标出力，而是从MR 阻尼器的性能出发，提出了MR 阻尼器瞬时最优半主动控制的指标函数；同时 将下一时刻阻尼器的可能出力范围作为半主动控制问题的限界约束条件，应用精细积分法将MR 阻尼器半主动控制 问题转化为一组带有限界约束的最小值优化问题；最后采用信赖域方法在限界约束内求解得到半主动最优控制力。 数值仿真了受El-Centro波地震激励的典型三层框架结构在无控状态以及分别采用传统Clipped-optimal半主动控制 算法和采用本文提出的瞬时最优半主动控制算法的受控状态下的地震反应，并通过dSPACE平台对一个悬臂梁进 行了随机振动下的MR 阻尼器控制试验。数值仿真和实验结果证明了本文提出的基于信赖域方法的瞬时最优半主动 控制算法的有效性；与传统Clipped-optimal半主动控制算法的控制效果相比较，本文算法在多个阻尼器情况下的控 制效果更具优越性，将更适于大型复杂结构的半主动控制。 关键词：磁流变（MR ）阻尼器；半主动控制；瞬时最优控制；信赖域方法；精细积分法 Trust-region Method Based Instantaneous Optimal Semi-active Control for MR Dampers 1 1 2 LIN Wei , LI Zhong-Xian , NI Yi-Qing (1. Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China) Abstract: A trust-region based instantaneous optimal semi-active control algorithm for magnetorheological (MR) dampers is proposed in this paper. Rather than taking the active optimal control force as the target control force, the proposed control algorithm sets up an instantaneous performance index for semi-active control system. In terms of the characteristics of MR dampers, the maximum and minimum control forces for the next time step are obtained from MR damper forward model and considered as c