基于二次型性能泛函的主动控制致动器优化配置-论文.pdf

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1、第23卷第3期安徽建筑大学学报Vo1．23No．32015年6月Jourana1ofAnhuiJianzhuUniversityJun．2015DOI：10．11921／j．issrL2095—8382．20150315基于l一厶，型性能泛函的主动控制致动器优化配置李雪峰，汪斌(1．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009；2．安徽交通职业技术学院安徽合肥230051)摘要：致动器过多不仅增加控制能量和成本，而且会增加控制难度及降低控制效率。已有的优化配置研究中，已对一定数目致动器的位置配置进行了探讨，而对致动器的最优数目研究较少。本文首先根据致动器对结构系统的状态影响矩阵中控

2、制贡献大小，提出控制系统中致动器最优数目的优化方法；然后根据致动器的灵敏度，提出改进的最优致动器布置计算方法及算法流程，提高计算效率，并通过实例进行了验证，说明本文提出改进的致动器优化配置算法流程的适应性和有效性，更能适应于大型土木工程结构主动控制中的致动器优化配置。关键词：主动控制；致动器；性能指标；优化配置中图分类号：U441+．3文献标识码：A文章编号：2095—8382(2015)03—079—04OptimalConfigurationofActuatorsforActiveControlBasedonQuadraticFunctionalLIXuefeng，WANGBin(1．

3、SchoolofCivilEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009；2．AnhuiCommunicationsVocational＆TechnicalCollege，Hefei230051)Abstract：Toomanyactuatorsnotonlyincreasethecostordifficultofcontrol，andincreasetheenergyofcontro1．Andmaydecreasecontrolefficiencyduetotheinfluenceofnoise．Existingactuatorop

4、timizationconfiguration，theactuatorwasconfiguredtooptimizethelocationinagivennumberofactuatorsmostly．Butitisstillathornyissuehowtodeterminetheoptimalnumberofactuators．Firstly，accordingtothecontributiontothesystemstateinfluencematrix，proposedtheoptimizationofthenumberofactuatorsforcontrolsystem．The

5、nproposedanimprovedtheoptima1calculatemethodandalgorithmflowforactuatorarrangingbasedonthesensitivityoftheactuator，whichimprovedcomputationalefficiencyandverifiedbyexamples．Inthispaper，wepresentedanimprovedoptimizationalgorithmprocessesforactuatorwhichcouldadapttolarge-scalecivilengineeringstructu

6、res．Keywords：activecontrol；actuator；performanceindex；optimizationconfiguration能导致受控结构的不稳定。为了得到最优的控0引口制，合理的致动器的数目以及最优的致动器的位振动控制中致动器的数量和位置不合理，可置需要进一步的研究。虽然致动器数目越多越容收稿日期：2014—12—23作者简介：李雪峰(1980一)，男，博士，副教授，主要研究方向为工程结构振动控制及应用。74安徽建筑大学学报第23卷易进行控制，增加了控制能量，但同时会增加控制Z—AZ+Bu+￡1()难度和成本及降低控制的效率。从经济方面考Z(t。)一Zo(

7、1)虑，也希望采用最少的致动器和传感器来达到最—CZ+￡2(￡)优的控制效果；优化致动器的方法和策略，已被许式中，Z为2nXn的状态变量，￡(￡)和s(￡)分别多文献详细讨论，而对于致动器的数目尚不充分。为输人和输出噪声，且均为零均值Gauss白噪因此研究合理的致动器数目和最优致动器位置具声，且有，有重要的意义和实用价值。E[e1()]一0近年来，有很多人在这方面作了很好的研究，并取得了好的结果。HughesE1]利用二