Стохастический полуактивный метод управления структурой на основе магнитореологических демпферов с учетом временного запаздывания

Summary

В данной работе предложен метод стохастического оптимального полуактивного управления с компенсацией временной задержки (SOSC-PSO), который предназначен для поддержания надежности конструкций, управляемых MR-демпферами.

Abstract

Применение магнитореологических (МР) демпферов в полуактивных системах управления сталкивается с ключевой проблемой: временное запаздывание, вызванное процессами обратной связи, что снижает надежность строительных конструкций при стохастических возбуждениях. В данной статье предлагается метод стохастического оптимального полуактивного управления с компенсацией временной задержки (SOSC-PSO), использующий теорию физического стохастического оптимального управления (PSO) для решения этой проблемы и поддержания структурной надежности. Предложенный метод выводит полуактивную силу управления как функцию как текущего, так и предыдущего состояния, компенсируя временные задержки в процессе управления. Для оптимизации эффективности управления ключевые параметры настраиваются на основе критерия надежности системы. Валидационные анализы одностепенных и многостепенных свободных конструкций при стохастических сейсмических возбуждениях показывают, что временные задержки значительно ухудшают характеристики MR-демпферов. Тем не менее, метод SOSC-PSO с компенсацией временной задержки значительно повышает эффективность управления, а при оптимизации параметров повышает надежность системы управления конструкцией по сравнению с методами без оптимизации параметров.

Introduction

Повышение эксплуатационных характеристик инженерных конструкций перед лицом катастрофических событий, таких как землетрясения и экстремальные ветры, остается одной из основных задач в сообществе гражданского строительства. Было доказано, что структурный контроль, эффективный метод снижения вибраций, повышает как безопасность, так и функциональность таких конструкций ^1,2,3. За последние несколько десятилетий для этой цели были разработаны различные передовые методы и технологии. Эти методы можно в целом разделить на четыре категории в зависимо....

Protocol

1. Стохастический оптимальный метод полуактивного управления

Поскольку на управляющий эффект демпфера MR существенно влияет неизбежная временная задержка, для повышения производительности управляемой конструкции разработан полуактивный метод управления с алгоритмом компенсации временной задержки. Кроме того, случайность, присущая внешним возбуждениям, обуславливает очевидную неопределенность динамических реакций. Управление ПСО введено для оптимизации критических параметров предложенного метода обеспечения надежности системы управления сооружением.

1.1 Алгоритм компенсации полуактивного управления<....

Results

С целью изучения влияния временной задержки на эффективность управления методом на основе МР-демпфера в данной работе предложен полуактивный метод управления с компенсацией временной задержки. В предложенном методе критические параметры оптимизированы на основе критерия надежности. Сравнивая эффективность контроля, можно сделать следующие выводы:

(1) Метод полуактивного контроля, основанный на демпфере MR, является более надежным, чем метод активного контроля........

Discussion

С введением теории физического стохастического оптимального управления (PSO) в данной работе предложен метод стохастического оптимального полуактивного управления с компенсацией временной задержки (SOSC-PSO), который предназначен для поддержания надежности конструкций, управляемых MR-демпферами. Для компенсации временной задержки в предложенном методе полуактивная управляющая сила выводится как функция не только текущих состояний, но и состояний и управляющих сил на предыдущих временных .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
MATLAB	MathWorks	2016	Использование для расчета предложенного метода