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摘 要 结构的半主动控制是国内外新近重点研究的一个领域。它既可以克服主动控制需要大量外部能源的缺点,又基本沿用被动控制措施,同时具有良好而可靠的控制效果。但是,半主动控制具有强非线性的特点,其本质上属于参数控制,各种不确定性都对控制系统的有效性、稳定性产生重要影响,从而影响结构在地震作用下的反应。近年来,各种智能材料和智能算法相继引入半主动控制系统,并与现代控制理论相结合产生一系列优越的半主动控制系统。本文即是在这一背景和条件下,针对目前研究、应用比较热门的两种半主动控制系统展开分析。 其中主要的工作内容包括: 1.分别对目前建筑抗震领域常用的几种半主动控制装置进行比较,分别指出其适用范围和优缺点,并对系统时滞、稳定性等主要性能进行了对比性研究,在全面介绍基于磁流变阻尼器的新型的半主动 STMD 控制系统基础上,提出一种依赖于主动控制算法的在线实时控制律,可充分发挥磁流变阻尼器在半主动控制中的应用价值。另外由于主动变刚度阻尼AVS/D 控制系统机理明确操作简单,且具有良好的鲁棒性能,因此 AVS/D结构体系也是当前最有发展前途的结构振动控制体系之一。 2.在对结构半振动控制稳定性进行深入分析的基础上,通过对半主动控制机理的研究,提出了基于人工神经网络的结构振动鲁棒控制方法,将结构中的不确定性分为两个部分,分别采用传统的鲁棒控制方法和人工神经网络在线跟踪补偿加以解决。 3.针对目前结构振动控制技术尚不成熟、实际应用中容易发生控制失稳的特点,提出了结构振动鲁棒可靠控制,将 H2 和 H∞混合控制方法引入结构振动领域,在控制系统中考虑作动器的失效问题,并设计相应的控制律进行仿真分析,效果显著。 4.对目前结构振动半主动控制领域的常用的新型智能材料进行系统分析,对其力学性能以及对控制系统的稳定性等性能的影响进行研究。