土木工程结构振动的模糊控制算法研究（56页）.rar

（56页）摘要
随着越来越多的高层建筑拔地而起，如何减小建筑在地震时的振动成为人们
研究探讨的课题。土木工程结构振动控制是在传统抗震抗风设计方法之后发展起
来的研究结构控制的理论、方法和措施的一门新兴学科。结构控制分为被动控制、
主动控制及半主动控制。它们采用非承重的控制装置施加控制力来减缓结构本身
的振动反应，能够最大效能地发挥这些装置的减震作用，使用合适的控制方法对
这些装置进行控制是研究的重点。
本文在对国内外结构控制领域的研究现状分析之后，针对高层带裙房建筑的
振动模型，在分析其结构运动方程的基础上应用模糊控制算法对具有12层主楼，
3层裙房的高层建筑模型进行控制仿真，即采用模糊控制策略来控制半主动控制
装置MR阻尼器的作用力输出。模糊控制作为智能控制的一个分支能够很好地将
熟练操作人员的主观经验和直觉纳入控制系统，它从系统的功能和整体优化的角
来分析和综合系统。本文对仿真结果进行了细致的描述，包括顶层位移和速度
时程曲线，最大值和均方根值的详细列表，与无控制时的结果比较得出减幅百分
比，效果明显。
本文在应用了基本模糊控制器对结构模型控制之后，对原来的模糊控制器进
行了改造，即对关键的三个因子进行自动的调整，构成自调整因子模糊控制器。
对该控制器的仿真结果也进行了详细的描述。最后用柱状图的形式对无控制时和
本模糊控制器和改造后的模糊控制器的减震效果做了直观的展示。由于仿真涉
各种模型及大量的加载数据、输出数据和图形，为了便于演示，采用Matiba
自带的GUI图形用户界面编写了演示程序。
仿真结果表明，模糊控制方法不依赖精确模型、实现起来非常简单，能有效
控制MR智能阻尼器，减小高层建筑各层的位移及速度。它为模糊控制在实际
震工程中的应用提供了理论依据，也为探索其他控制方法提供了很好的参考。
关键词:高层建筑结构振动，模糊控制，自调整因子
目录
第1章绪论.......................................
1.1课题来源及研究意义......................................……，..…，....................
1.2国内外相关技术研究现状............................................................…
1.3本文的主要工作..........................……，.............................................
第2章模糊控制基本原理与控制器设计方法........................
2.1模糊集合..........................................................................................
2.2模糊关系及其合成..........……，.........................................................
2.3模糊推理..........................................................................................
2.4模糊推理机.........................................................................……，......
.25基本模糊控制器设计方法..............................................................
.26本章小结..........................................................................................
第3章带裙房高层建筑结构地震反应仿真研究.........
3.1结构计算模型.........................................……，..................................
3.2结构模型地震反应方程..................................................................
3.3计算质量、刚度和阻尼矩阵，.........................................................
.34地震地面运动特性..........................................................................
3.5结构模型的半主动控制系统..........................................................
3.6无控制时结构地震反应仿真.......……，............................................
3.7结构地震反应模糊控制系统设计..…，............................................
3.8结构地震反应模糊控制仿真结果分析..........................................
3.9本章小结.......................................................................……，............
第4章自调整因子模糊控器仿真.....……，.........
4.1自调整因子模糊控制原理.............................................................
.42自调整因子模糊控制程序设计......................................................
.43仿真结果分析..................................................................................
.44图形用户界面(GU)I设计...........................................................
.44本章小结..........................................................................................
武汉理工大学硕士学位论文
第5章总结与展望..................................
5.1全文总结.........……，.....……‘...............................................................
5.2进一步工作展望.....................................................................……，，..
参考文献................................……，..
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文..............
致谢.........................................…