土木工程结构振动的模糊控制算法研究（56页）.rar
土木工程结构振动的模糊控制算法研究（56页）,（56页）摘要随着越来越多的高层建筑拔地而起，如何减小建筑在地震时的振动成为人们研究探讨的课题。土木工程结构振动控制是在传统抗震抗风设计方法之后发展起来的研究结构控制的理论、方法和措施的一门新兴学科。结构控制分为被动控制、主动控制及半主动控制。它们采用非承重的控制装置施加控制力来减缓结构本身的振动反应，能够最大效能地发...
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内容介绍
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（56页）摘要
随着越来越多的高层建筑拔地而起，如何减小建筑在地震时的振动成为人们
研究探讨的课题。土木工程结构振动控制是在传统抗震抗风设计方法之后发展起
来的研究结构控制的理论、方法和措施的一门新兴学科。结构控制分为被动控制、
主动控制及半主动控制。它们采用非承重的控制装置施加控制力来减缓结构本身
的振动反应，能够最大效能地发挥这些装置的减震作用，使用合适的控制方法对
这些装置进行控制是研究的重点。
本文在对国内外结构控制领域的研究现状分析之后，针对高层带裙房建筑的
振动模型，在分析其结构运动方程的基础上应用模糊控制算法对具有12层主楼，
3层裙房的高层建筑模型进行控制仿真，即采用模糊控制策略来控制半主动控制
装置MR阻尼器的作用力输出。模糊控制作为智能控制的一个分支能够很好地将
熟练操作人员的主观经验和直觉纳入控制系统，它从系统的功能和整体优化的角
来分析和综合系统。本文对仿真结果进行了细致的描述，包括顶层位移和速度
时程曲线，最大值和均方根值的详细列表，与无控制时的结果比较得出减幅百分
比，效果明显。
本文在应用了基本模糊控制器对结构模型控制之后，对原来的模糊控制器进
行了改造，即对关键的三个因子进行自动的调整，构成自调整因子模糊控制器。
对该控制器的仿真结果也进行了详细的描述。最后用柱状图的形式对无控制时和
本模糊控制器和改造后的模糊控制器的减震效果做了直观的展示。由于仿真涉
各种模型及大量的加载数据、输出数据和图形，为了便于演示，采用Matiba
自带的GUI图形用户界面编写了演示程序。
仿真结果表明，模糊控制方法不依赖精确模型、实现起来非常简单，能有效
控制MR智能阻尼器，减小高层建筑各层的位移及速度。它为模糊控制在实际
震工程中的应用提供了理论依据，也为探索其他控制方法提供了很好的参考。
关键词:高层建筑结构振动，模糊控制，自调整因子
目录
第1章绪论.......................................
1.1课题来源及研究意义......................................……，..…，....................
1.2国内外相关技术研究现状............................................................…
1.3本文的主要工作..........................……，.............................................
第2章模糊控制基本原理与控制器设计方法........................
2.1模糊集合..........................................................................................
2.2模糊关系及其合成..........……，.........................................................
2.3模糊推理..........................................................................................
2.4模糊推理机.........................................................................……，......
.25基本模糊控制器设计方法..............................................................
.26本章小结..........................................................................................
第3章带裙房高层建筑结构地震反应仿真研究.........
3.1结构计算模型.........................................……，..................................
3.2结构模型地震反应方程..................................................................
3.3计算质量、刚度和阻尼矩阵，.........................................................
.34地震地面运动特性..........................................................................
3.5结构模型的半主动控制系统..........................................................
3.6无控制时结构地震反应仿真.......……，............................................
3.7结构地震反应模糊控制系统设计..…，............................................
3.8结构地震反应模糊控制仿真结果分析..........................................
3.9本章小结.......................................................................……，............
第4章自调整因子模糊控器仿真.....……，.........
4.1自调整因子模糊控制原理.............................................................
.42自调整因子模糊控制程序设计......................................................
.43仿真结果分析..................................................................................
.44图形用户界面(GU)I设计...........................................................
.44本章小结..........................................................................................
武汉理工大学硕士学位论文
第5章总结与展望..................................
5.1全文总结.........……，.....……‘...............................................................
5.2进一步工作展望.....................................................................……，，..
参考文献................................……，..
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文..............
致谢.........................................…
随着越来越多的高层建筑拔地而起，如何减小建筑在地震时的振动成为人们
研究探讨的课题。土木工程结构振动控制是在传统抗震抗风设计方法之后发展起
来的研究结构控制的理论、方法和措施的一门新兴学科。结构控制分为被动控制、
主动控制及半主动控制。它们采用非承重的控制装置施加控制力来减缓结构本身
的振动反应，能够最大效能地发挥这些装置的减震作用，使用合适的控制方法对
这些装置进行控制是研究的重点。
本文在对国内外结构控制领域的研究现状分析之后，针对高层带裙房建筑的
振动模型，在分析其结构运动方程的基础上应用模糊控制算法对具有12层主楼，
3层裙房的高层建筑模型进行控制仿真，即采用模糊控制策略来控制半主动控制
装置MR阻尼器的作用力输出。模糊控制作为智能控制的一个分支能够很好地将
熟练操作人员的主观经验和直觉纳入控制系统，它从系统的功能和整体优化的角
来分析和综合系统。本文对仿真结果进行了细致的描述，包括顶层位移和速度
时程曲线，最大值和均方根值的详细列表，与无控制时的结果比较得出减幅百分
比，效果明显。
本文在应用了基本模糊控制器对结构模型控制之后，对原来的模糊控制器进
行了改造，即对关键的三个因子进行自动的调整，构成自调整因子模糊控制器。
对该控制器的仿真结果也进行了详细的描述。最后用柱状图的形式对无控制时和
本模糊控制器和改造后的模糊控制器的减震效果做了直观的展示。由于仿真涉
各种模型及大量的加载数据、输出数据和图形，为了便于演示，采用Matiba
自带的GUI图形用户界面编写了演示程序。
仿真结果表明，模糊控制方法不依赖精确模型、实现起来非常简单，能有效
控制MR智能阻尼器，减小高层建筑各层的位移及速度。它为模糊控制在实际
震工程中的应用提供了理论依据，也为探索其他控制方法提供了很好的参考。
关键词:高层建筑结构振动，模糊控制，自调整因子
目录
第1章绪论.......................................
1.1课题来源及研究意义......................................……，..…，....................
1.2国内外相关技术研究现状............................................................…
1.3本文的主要工作..........................……，.............................................
第2章模糊控制基本原理与控制器设计方法........................
2.1模糊集合..........................................................................................
2.2模糊关系及其合成..........……，.........................................................
2.3模糊推理..........................................................................................
2.4模糊推理机.........................................................................……，......
.25基本模糊控制器设计方法..............................................................
.26本章小结..........................................................................................
第3章带裙房高层建筑结构地震反应仿真研究.........
3.1结构计算模型.........................................……，..................................
3.2结构模型地震反应方程..................................................................
3.3计算质量、刚度和阻尼矩阵，.........................................................
.34地震地面运动特性..........................................................................
3.5结构模型的半主动控制系统..........................................................
3.6无控制时结构地震反应仿真.......……，............................................
3.7结构地震反应模糊控制系统设计..…，............................................
3.8结构地震反应模糊控制仿真结果分析..........................................
3.9本章小结.......................................................................……，............
第4章自调整因子模糊控器仿真.....……，.........
4.1自调整因子模糊控制原理.............................................................
.42自调整因子模糊控制程序设计......................................................
.43仿真结果分析..................................................................................
.44图形用户界面(GU)I设计...........................................................
.44本章小结..........................................................................................
武汉理工大学硕士学位论文
第5章总结与展望..................................
5.1全文总结.........……，.....……‘...............................................................
5.2进一步工作展望.....................................................................……，，..
参考文献................................……，..
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文..............
致谢.........................................…
