离散变结构控制算法在地震响应减震中的应用

"这篇文章是2005年发表在《计算力学学报》上的科研论文，探讨了在地震反应控制中，如何考虑控制延时影响的相邻建筑结构的离散变结构振动控制方法。作者主要来自大连理工大学和宁波市风景园林设计研究院。论文详细介绍了控制策略的设计和计算过程，以及在实际案例中的应用效果。" 本文主要知识点： 1. **相邻建筑结构体系的力学模型**：论文首先建立了一个包含主楼和裙房的相邻建筑结构体系的力学模型，这是理解结构动力行为的基础，用于模拟地震作用下的动态响应。 2. **连续运动状态方程与离散化**：为了进行计算和控制设计，连续状态方程被离散化为标准的离散状态方程，这在结构工程中是常见的处理方式，便于数值仿真和实时控制。 3. **离散变结构控制算法**：论文重点讨论了一种基于离散变结构控制的策略，这种控制方法能够在结构动力学系统中实现快速且鲁棒的控制效果。 4. **切换平面选择**：在变结构控制中，切换平面的选择至关重要，它决定了控制器在不同状态下的切换行为，从而影响系统的控制性能。 5. **离散趋近率设计**：离散趋近率的构成是控制器设计的关键部分，它关系到系统能否快速有效地收敛到期望的控制状态，尤其是在存在控制延时的情况下。 6. **控制延时影响分析**：论文明确指出控制延时是实际控制系统中的一大挑战，它可能降低控制效果并影响系统稳定性。作者对此进行了深入研究，旨在找出有效的解决方案。 7. **数值仿真分析**：通过一个12层主楼和5层裙房的实例，进行了数值仿真，结果显示提出的控制方法能有效抑制地震引起的鞭梢效应，即使在控制延时情况下也能保持良好的减震性能和系统稳定性。 8. **应用领域与研究现状**：相邻建筑结构的振动控制对于现代高层建筑尤其重要，而目前的研究多集中在连续系统模型上，但实际操作需要考虑离散时间系统的特点。 9. **关键问题与研究价值**：控制延时问题的研究不仅关乎控制力的有效性，还直接关联到系统的稳定性和整体控制效果，具有很高的理论和实践意义。 10. **文献分类与标识**：文章属于自然科学领域，具体分类为P315.966，文献标识码A，反映了其科学研究性质。 这篇论文提供了一种新颖的、考虑控制延时的振动控制方法，对于提升相邻建筑结构在地震环境下的安全性和稳定性具有重要贡献。