本文關(guān)鍵詞：球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振主動(dòng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)作為典型的桿系結(jié)構(gòu)之一，其不但具有合理的受力特性，且擁有優(yōu)美的結(jié)構(gòu)形式、超大的跨越能力，因而它們受到當(dāng)代建筑師的青睞，被廣泛地應(yīng)用于體育館、飛機(jī)場、火車站、會(huì)展中心等大型集會(huì)場所中。但由于這類結(jié)構(gòu)剛度低，阻尼小等原因，使其在風(fēng)荷載作用下容易發(fā)生破壞，，因此采用什么樣的方法來減小結(jié)構(gòu)的風(fēng)振破壞就顯的很重要了。本文基于球面網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式，采用數(shù)值分析的方法研究了主動(dòng)控制系統(tǒng)對減小球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響，本文的主要工作有以下幾方面： （1）分析了風(fēng)荷載的一些基本性質(zhì)，采用線性濾波法，編寫了與其相關(guān)的MATLAB程序，并模擬了球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中各節(jié)點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程，然后生成相應(yīng)的風(fēng)荷載時(shí)程。 （2）研究了球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其抗風(fēng)原理，及主動(dòng)控制器的控制力位置矩陣的集成方法。 （3）基于現(xiàn)代空間理論建立了系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，分析了線性二次型經(jīng)典最優(yōu)控制律的基本原理，并編寫了其主動(dòng)控制算法程序，對球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)振主動(dòng)控制進(jìn)行模擬仿真，得到無控、受控下球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)。 （4）以線性二次型性能泛函最小值為優(yōu)化準(zhǔn)則，利用MATLAB軟件中的遺傳算法工具箱對球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中作動(dòng)器的位置進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果表明：利用遺傳算法對作動(dòng)器進(jìn)行優(yōu)化，可以提高優(yōu)化的效率，且保證了結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化性。通過分析控制效果系數(shù)確定了球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中作動(dòng)器的數(shù)目。表明了線性二次型性能泛函最小值準(zhǔn)則的正確性及遺傳算法的有效性和適用性。 通過本文的分析表明：采用線性二次型最優(yōu)控制算法，對球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行主動(dòng)控制效果明顯，且合理數(shù)目、位置上的作動(dòng)器可以起到良好的控制效果，達(dá)到控制的目的。對抑制球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)起到了積極的作用，可支持主動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 風(fēng)振響應(yīng) 線性二次型（LQR）算法 主動(dòng)控制 作動(dòng)器 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：O328
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-11
• 1.2 風(fēng)荷載計(jì)算方法及其研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 國內(nèi)外網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 作動(dòng)器的優(yōu)化14-16
• 1.5 本文主要工作16-17
• 2 球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載數(shù)值模擬17-37
• 2.1 引言17-18
• 2.2 風(fēng)的基本特性18-22
• 2.2.1 基本風(fēng)速18-19
• 2.2.2 風(fēng)速與風(fēng)壓的關(guān)系19-20
• 2.2.3 平均風(fēng)20-22
• 2.3 脈動(dòng)風(fēng)的主要特性22-24
• 2.3.1 脈動(dòng)風(fēng)速譜22-23
• 2.3.2 脈動(dòng)風(fēng)的空間相關(guān)性23-24
• 2.4 風(fēng)荷載的數(shù)值模擬方法24-36
• 2.4.1 諧波疊加法25-26
• 2.4.2 線性濾波法26-28
• 2.4.3 球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)脈動(dòng)風(fēng)速模擬28-33
• 2.4.4 球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載計(jì)算33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 3 結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制系統(tǒng)及數(shù)值模擬研究37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其減振原理37-39
• 3.2.1 主動(dòng)控制系統(tǒng)的組成37-38
• 3.3.2 主動(dòng)控制系統(tǒng)的減振原理38-39
• 3.3 結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制模型建立39-42
• 3.3.1 基本假定39-40
• 3.3.2 作動(dòng)器位置矩陣的集成40-42
• 3.4 受控系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型42-45
• 3.4.1 基本概念42-43
• 3.4.2 受控系統(tǒng)空間模型建立43-44
• 3.4.3 系統(tǒng)的能控性和能觀性44-45
• 3.5 線性二次型（LQR）經(jīng)典最優(yōu)控制45-56
• 3.5.1 基本原理45-47
• 3.5.2 主控制算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn)過程47-48
• 3.5.3 主動(dòng)控制數(shù)值模擬48-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 4 作動(dòng)器的位置及數(shù)目的優(yōu)化研究57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 作動(dòng)器介紹57-58
• 4.3 作動(dòng)器優(yōu)化的性能指標(biāo)函數(shù)58-59
• 4.4 作動(dòng)器的位置及數(shù)目優(yōu)化59-65
• 4.4.1 遺傳算法的基本概念60
• 4.4.2 遺傳算法的實(shí)現(xiàn)過程60-61
• 4.4.3 優(yōu)化計(jì)算61-65
• 4.5 基于 LQR 算法的主動(dòng)控制效果分析65-71
• 4.6 本章小結(jié)71-73
• 5 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 本文的主要工作與結(jié)論73-74
• 5.2 研究展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 附錄 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振主動(dòng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：312536