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建筑结构振动的一种常分数阶控制策略
  • ISSN号:1000-1980
  • 期刊名称:《河海大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TU311.3[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]河海大学土木与交通学院,江苏 南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(U1134207);国家自然科学基金(51178160)
中文摘要:

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。

英文摘要:

In order to achieve a better control effect, the fractional-order was used to describe the damping force, which was supposed to be anα-order derivative of the displacement vector, and a variational-order controller design method was developed. The detailed process is as follows:First, it is assumed that the damping force in the original equation of motion is aβ-order derivative of the displacement vector and the controller is designed according to this assumption. Second, considering the equation of motion that includes anα-order derivative as the control object, a control strategy based on systemic output is applied to ensure that the designed controller can be used for the original model. Third, the optimal parameter β is determined with the search method according to the third generation of the benchmark building control performance index. In this study, there was a damping effect when the fractional-order ranged from 0 to 2 , and the search scope was between 0 to 2 . The simulation results show that optimal parameters can be found to obtain a better control effect when β is different from α. Meanwhile, the selection of the optimal β varied with different performance indices. Finally, a simulation example verified the feasibility of the proposed control strategy.

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期刊信息
  • 《河海大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:河海大学
  • 主编:唐洪武
  • 地址:南京市西康路1号
  • 邮编:210098
  • 邮箱:xb@hhu.edu.cn
  • 电话:025-83786343
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1980
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1117/TV
  • 邮发代号:28-63
  • 获奖情况:
  • 全国优秀高校自然科学学报二等奖,全国水利系统优秀期刊,江苏省优秀期刊,中国期刊方阵“双效期刊”,中国高校精品科技期刊,2012年第四届中国高校优秀科技期刊奖,2013年首届江苏省新闻出版政府奖提名奖,2014年第五届中国高校优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17208