变步长极点配置方法研究

为了克服常规特征结构极点配置方法的局限性,提出了一种变步长与含调谐因子的改进极点配置算法,减小系统控制力,并且易实现极点配置.该算法求得的增益矩阵始终为实数,依据作动器个数而采用的变步长方法适用性强,引入调谐因子使控制结果更佳.过程如下:首先,为了保证增益矩阵的实数,在配置极点的选择方面,在配置前2 r阶极点时,保持原极点的虚部不变改变实部;其次,为了获得较好的控制效果,在极点配置时,选择变步长;再次,为了进一步改善控制效果,在确定每步配置增益时,引入了调谐因子.最后,以5层建筑物为例,依据不同作动器作用步长下控制结果,并结合调谐因子对本文所提方法的有效性进行了分析.在多输入系统极点配置时,其步长选择0.2～0.5总长时控制效果较好,调谐因子的选取在优选区间内可以得到更好的控制效果.     

框架结构控制系统修正模型可靠性研究

针对目前采用Montecarlo法或按泊松分布来计算振动主动控制系统可靠性计算量较大的缺点,本文提出了修正模型可靠性概念,并定义一个可靠性评价指标,以期通过修正模型的可靠性来问接反映控制系统的可靠性。本文以框架结构为研究对象,在修正方法上选择了计算量小且修正精度较高的拉直算法,为验证提出的可靠性指标的可行性,对四组设计参数分别进行了修正模型和地震作用下的广义预测控制可靠性分析,从结果对比可知,本文所定义的可靠性指标具有一定的可行性,并且本文方法计算量较小。     

框架结构主动控制最优时滞研究

在结构振动主动控制中,时滞的大小对结构控制能量和响应均产生影响。在允许时滞的范围内,把结构控制能量和响应作为目标函数,数值仿真发现目标函数随着时滞的变化呈现曲线状态,这说明存在最优时滞。在目标函数处理方面,考虑到控制能量和响应数量级不一致,本文采用了无量纲化处理。同时,考虑到地震波的随机性,本文还推导了含控制力的改进的随机Newmark方法。最后给出了一个计算实例。实例表明本文所提出的方法是有效的。     

基于最小二乘支持向量机的大坝变形预测研究

大坝变形预测是风险评估的关键,而涉及因素存在高度非线性.为达到好的预测效果,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的大坝变形预测方法.在数据预处理方面,针对传统的参数平方、立方这种处理方式,提出变阶次概念;针对LSSVM交叉验证耗时过多,提出了一种简单可行的变参数方法 .为了快速获得优化结果,引入基于十进制的遗传算法.此外,为进一步提高预测精度,引入遗忘因子概念.最后,给出一个实例.     

考虑时滞的框架结构控制可靠性研究

提出了一种适合于确定框架结构可靠性计算方法．利用模态变换，把系统变为模态独立的振动方程，根据Field提出的假设，先定义阈值，假设控制后系统响应对阚值的穿阚率服从泊松分布，然后根据各模态的控制结果确定相应的可靠性．最后根据Veneziano提出的方法给出系统的可靠性。本文提出针对框架重点部位的控制输出来确定系统可靠性概念。考虑到实际情况，在控制方法选择针对系统不确定性具有较好控制效果的广义预测控制并考虑时滞影响。本文最后给出了计算实例。     

建筑结构最优阻尼及最优配置研究

利用阻尼来抗震是建筑物最简单的抗震方法,当在阻尼数目少于楼层数时,为使所布置的阻尼达到最优的抗震效果,本文开发了两种最优阻尼配置方法。第一种方法是根据临界激励法确定计算所有可能布置位置中的临界阻尼,选择最小的临界阻尼位置作为最优配置。第二种方法则是根据给定阻尼,计算最优控制效果以确定最优阻尼配置。然后根据实代码遗传算法,在结构抗震效果基本保证的前提下,寻找最优阻尼以降低结构总的阻尼增量。最后给出了一个计算实例。     

薄膜结构的几何非线性分析

使用动力松弛法对薄膜结构进行静载分析，并提出一种方法处理皱折单元以确保荷载分析的可靠性。薄膜结构如果在某膜单元的单向应力方向发生皱折，其单元本身仍然能够继续承受荷载，因此提出索松弛单元和膜皱折单元处理薄膜的索松弛和膜皱折问题。就索网结构和薄膜结构分类给出算例进行静载分析，算例表明本文的方法可以有效处理索松弛单元和膜皱折单元，确保荷载分析的准确性。     

软土地基上模袋砂围堤稳定性分析

模袋砂围堤存在模袋与模袋之间及砂与模袋之间的摩擦,并具有模袋横纵向拉力相异的特点,为此,在三维有限元方法和试验结果的基础上,对模袋砂围堤的稳定性及其影响因素进行了仿真分析。研究结果表明:模袋砂围堤整体安全系数随着土工织物——模袋抗拉强度及袋内填充土体强度参数的增大显著增加;随着模袋充填厚度增大,围堰整体安全系数迅速降低并趋于稳定。     

建筑结构振动的一种常分数阶控制策略

为了在实际控制中取得更优的效果,结构阻尼采用分数阶表示,以建筑结构为研究对象,设系统的阻尼为位移向量的α阶导数,提出一种变异阶次控制器的设计方法。具体过程为:首先,假设原运动方程中的阻尼项为系统位移向量的β阶导数,并对该运动方程进行控制器设计;其次,考虑控制对象为含α阶导数的运动方程,为达到控制目的,采取基于输出相同的处理方式;再次,根据第3代基准建筑物定义的性能指标,通过搜索的方式确定最优参数β,分数阶阶次在0和2之间均有阻尼效果,搜索范围为［0,2］。仿真结果表明,存在不同于α的β值可获得更优的控制效果,同时,针对不同的性能指标,最优β的选取亦不同。最后,通过一个仿真实例说明该控制方法的可行性。     

高速列车引起的地基振动半解析解

随着列车速度的提高,地基振动的反应越来越大。根据有限元理论、轨道动力学及地基土振动Green函数,建立了轨道-无限地基土相互作用理论分析模型。为了组装系统的动力方程,通过引入静态自由度凝聚模式来消除梁存在转动自由度。借助文献[12]的柔度矩阵定义并通过Hankel变换获得了系统的刚度矩阵,进而采用Newmark法求出了系统动力反应。最后,以瑞典X2000高速旅客列车为对象进行仿真,通过与试验结果的比较来说明本文方法的可行性。