建筑结构减震系统的智能化混合式控制研究

本研究提出一种基于新的函数插值型联想记忆系统的智能化混合式结构减振控制技术，其特点是可在控制过程中对复杂建筑结构的非线性一步预报模型进行快速精确的学习，并按主导内模原理进行相应的多步预报以自动补偿控制动作延时，从而可根据一定的控制性能要求恰当给定控制指令，使结构振幅显著减小。研究中采用可控式高速阀—油压缸组件作为变刚度二次构件，形成内置经络结构，实现了实时参数调整。针对地震波作用下的高层建筑和桥梁结构进行减振控制仿真计算和模型试验，给出了可行的基本实施方案，在事先不掌握结构动力学特性、联想记忆系统未经训练的情况下，取得了减振40-60%的效果。本项目对提高建筑结构抗震能力、节省工程投资有实际意义。 2100433B

目前对结构健康监测和振动控制的研究基本是分别进行，缺乏对建筑结构监测与振动控制实时结合进行研究。项目研究针对现有研究的不足和实际结构监测与控制的需求，尤其是若干需解决的问题。进行：1）结构未知荷载辨识与振动控制实时结合；2）结构被动控制/隔震控制力的实时辨识；3）小型结构突发损伤诊断与主动/半主动振动控制实时结合；4）大型结构突发损伤分散诊断与分散主动/半主动振动控制实时结合等研究。提出了系列有效对结构荷载与结构损伤监测与主动/被动振动控制实时相结合的方法，而且提出的方法通过数值模拟和模型试验进行了验证， 能达到实时对建筑结构进行监测与有效振动控制结合的目的。“实时”地将结构监测与振动控制相结合进行研究，是本项目最显著的特色与创新。项目研究成果对促进结构健康监测与结构振动控制的结合，以及智能结构的发展不仅在理论上具有学术创新，而且具有实际应用价值与前景。 研究成果在国内外学术杂志和学术会议文集上发表论文18篇，其中在SCI收录的国际学术期刊论文11篇；EI收录的国内学术期刊论文2篇；国际/国内学术会议论文5篇，超出了申报书预期发表论文15-16篇，其中在SCI收录的国际学术期刊上发表5-6篇的数量。 2100433B

迄今对结构健康监测和振动控制的研究基本是分别进行，缺乏对建筑结构监测与振动控制实时结合进行研究。然而，将结构监测系统和振动控制系统分开，在实际应用这两种系统时，不仅不经济，更重要的是会导致结构在受到未知荷载、发生损伤时无法对结构实时有效进行振动控制。本项目针对现有研究的不足和实际结构监测与控制的需求，尤其是若干需解决的问题。研究：1）结构未知荷载辨识与振动控制实时结合；2）结构被动控制/隔震控制力的实时辨识；3）小型结构突发损伤诊断与主动/半主动振动控制实时结合；4）大型结构突发损伤分散诊断与分散主动/半主动振动控制实时结合，提出有效对结构荷载与结构损伤监测与主动/被动振动控制实时相结合的理论方法，达到实时对建筑结构进行监测与有效振动控制结合的目的。实时地将结构监测与振动控制相结合进行研究，是本项目最显著的特色与创新，提出的方法不仅在理论上具有学术创新，且具有实际应用价值与前景。