基于能量-峰值控制算法的建筑结构重叠分散控制研究

分散控制策略为解决大型土木结构的振动控制问题提供了新的途径。本文将重叠分散控制方法、线性矩阵不等式方法、静态输出反馈法、能量-峰值控制算法相结合,提出了重叠分散静态反馈能量-峰值控制方法。依据建筑结构的链型拓扑结构特点,建立了建筑结构地震振动响应的简化动力学模型。在求解每个重叠子系统的控制增益矩阵时,通过对状态矩阵添加一个微小的扰动矩阵,解决了在求解相应的线性矩阵不等式(LMI)时所遇到的计算困难问题。文中对美国加利福尼亚州规范(SAC)设计的20层Benchmark钢结构模型进行了数值模拟与计算。结果表明：全状态集中控制、速度反馈集中控制、重叠分散速度反馈控制、多重叠分散速度反馈控制的平均控制率分别达到了66.8%、61.8%、44.9%、31.8%,采用这些控制方法都获得了较好的控制效果;重叠分散控制策略增加了控制器设计的灵活性。