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结构主动控制的一体化多目标优化研究
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:《振动工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU311.3[建筑科学—结构工程] P315.966[天文地球—地震学;天文地球—固体地球物理学;天文地球—地球物理学]
  • 作者机构:[1]广州大学减震控制与结构安全国家重点实验室培育基地,广东广州510405, [2]哈尔滨工业大学深圳研究生院城市与土木工程学科部,广东深圳518055
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50608021)与国家自然科学基金重大研究计划“重大工程的动力灾变”重点资助项目(90815027)
中文摘要:

基于Pareto多目标遗传算法提出了结构主动控制系统的一体化多目标优化设计方法,对作动器位置与主动控制器进行同步优化设计。外界激励采用平稳过滤白噪声来模拟,在状态空间下通过求解Lyapunov方程,得到结构响应和主动控制力的均方值。主动控制器采用LQG控制算法来进行设计。以结构位移和加速度均方值最大值与相应无控响应均方值的最大值之比,以及所需控制力均方值之和作为多目标同步优化的目标函数。优化过程还考虑了结构与激励参数对优化结果的影响。最后以某6层平面框架有限元模型为例进行了计算机仿真分析,结果表明所提出的主动控制系统多目标一体化优化方法简单,高效,实用,具有较好的普适性。

英文摘要:

This papers proposes a new integrated design and multi-objective optimization method for active control system based on a Pareto genetic algorithms, in which both the controller and actuator allocation can be optimized simultaneously. Random seismic excitation is simulated by the stationary filtered white noise, and then the Root-Mean Square (RMS) quantities of structural responses and active control forces are obtained by solving the Lyapunov equation in the state space. The controller is designed using LQG algorithm. Minimization of the maximal RMS displacement and acceleration, normalized by the uncontrolled counterparts, together with minimizing the sum of RMS control force of actuators, have been used as the three objective functions for multi-objective optimization. The influences of structural parameters and excitation characteristic are also considered in the multi-objective optimization procedure. A 6-story plane frame is used as a numerical example to demonstrate the effectiveness of the proposed method. Results show that the proposed integrated design and optimization method is simple, efficient and practical, and of good universality.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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:12831