[發明專利]結構-TMD-H∞系統控制性能的優化方法

有效

• 申請號: 201210122171.2
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102645895A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 談德勤;李春祥;張偉;李澤;曹寶雅;朱碧蕾
• 申請（專利權）人: 上海綠地建設(集團)有限公司;上海大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.運用H₈魯棒準則優化結構-TMD系統，提高系統穩定性，思路是：

構造系統模型，建立系統方程和H₈魯棒準則，分別對原結構、結構-H₈系統、結構-TMD系統、結構-TMD-H₈系統進行分析，對比分析結果，證明該優化方法確能提高系統的性能。

2.構造系統模型，建立系統方程；進行H₈魯棒設計，確定性能評價方法。

1)對于結構-TMD系統分析模型，其動力方程可表示為：

msX··s+csX·s+ksXs=msFa(t)]]>

mdx··d+cdx·d+kdxd=mdFa(t)]]>

式中：X_s表示主系統(結構)的加速度、速度和位移，m_s，c_s，k_s表示主系統的質量、阻尼和剛度；x_d表示質量塊的加速度、速度和位移，m_d，c_d，k_d表示質量塊的質量、阻尼以及剛度；F_a(t)表示作用在主系統上的外激勵，考慮兩個物理參數c，k的不確定性：

Cs=C‾s(1+δcpc),pc=0.2,δc∈[-1,1]]]>

Ks=K‾s(1+δkρk),pk=0.3,δk∈[-1,1]]]>

式中：為C_s，K_s的名義值。p_c，p_k，δ_c，δ_k代表參數的相對攝動。其它化簡同上章。使用y_c，y_k和u_c，u_k來表示參數攝動δ_c，δ_k的輸入輸出變量，則結構-TMD系統的運動方程可表示為：

X·sX·dX··sX··dYkYcZ00100000001000-K‾s+KdMsKdMs-C‾s+CdMsCdMsPk×K‾sMsPc×C‾sMs1MsKdmd-KdmdCdmd-Cdmd000-100000000-100001000000×XsXdX·sX·dUkUcu]]>

UkUc=δk00δcYkYc]]>

式中不確定矩陣Δ＝diag(δ_k，δ_c)代表結構的不確定性。

2)優化要求閉環系統H₈小于1，即要求滿足方程||W_p(I+GK)^-1||_∞＜1，式中，S(G)＝(I+GK)^-1為名義系統的輸出敏感函數，W_p為加權函數用來表示外部(輸出)干擾d的頻率特征以及性能要求水平。

3)通過系統的頻域分析和時域動態分析了解優化控制器的性能，采用奇異值μ分析來進一步了解系統的魯棒穩定性和性能魯棒性。