基于鲁棒准则的结构振动控制研究

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鲁棒控制能够提高结构的稳定性和性能表现。本论文分别对两套结构模型进行了H∞鲁棒控制,并对得出的系统进行了详细的分析研究。为了进一步了解鲁棒控制器的特性,对已经进行了一步优化的系统,即对结构-调谐质量阻尼器(TMD)系统、结构-双重调谐质量阻尼器(DTMD)系统及结构-主动调谐质量阻尼器(ATMD)系统进行了研究。通过BODE图和奇异值曲线了解该系统的稳定性,而通过跃阶响应了解该系统的性能表现。在比较了一步优化控制器的性能表现之后,论文对相应的结构控制系统进行了二次控制优化,即分别采用TMD-H∞控制器、DTMD-H∞控制器及ATMD-H∞控制器对结构进行振动控制。通过系统的频域分析和时域动态分析了解二次优化控制器的性能,而采用奇异值μ分析来进一步了解系统的鲁棒稳定性和性能鲁棒性。数值模拟结果表明,H∞控制算法能够较为有效地提高结构控制系统的稳定性、抑制系统在时域范内的振荡。此外,在结构控制系统的性能提高方面,H∞控制器能在一定程度上加快系统的响应速度。
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