第
31
卷第
6
期
振动与冲击
JOURNAL
OF
VIBRATION
AND
SHOCK
Vo
1.3
1
No.6
2012
建筑结构鲁棒分散控制方法研究
蒋扬，周星德，王玉，刘谦敏，姜冬菊
(河海大学力学与材料学院，南京
210098)
摘
要:传统集中式控制方法需同时采用系统所有测量信号，进而计算出所有作动器的控制力并发出信号进行振
动控制，其控制系统复杂且可靠性较差。近年来出现的基于系统局部信息反馈的分散控制策略，设计简单可靠性高，已经
成为目前研究的热点之一。分散控制策略的作动器控制力仅采用建筑物的相邻两层测量信号进行控制，虽然能够控制住
结构的响应，但信息过少，控制效果不好。为达到更好的控制效果，在鲁棒控制策略基础上，通过设置特殊矩阵的方式，提
出一种基于建筑物相邻四层信号的鲁棒分散控制方法。从动力仿真的结果来看，该方法的控制效果比仅依靠相邻二层信
号的控制效果好得多。
关键词:建筑结构;集中控制;分散控制;鲁棒控制
中图分类号
T
U3
1
1.
3
文献标识码
A
A
robust
decentralized
control
method
for
architectural
structures
]IANG
y(
α
ng
，
ZHOU
Xing-de ,
WANG
Yu
, LIU Qian-min , ]IANG
Dong
飞
JU
(Department
of
Mechanics
and
materials
,
Hohai
University
,
Nanjing
210098
, China)
Abstract:
The traditional control methods considered as centralized ones have to measure all signals simultaneously
and then the control forces of actuators can
he
calculated and the signals
can
be sent for vihration control. These methods
have a complex control system and poor reliahility.
In
recent years , the decentralized control strategy
hased
on the
feedhack of partial state has simple design and high reliahility
, and it hecomes hot. Nowadays , the control ahility of
actuator is controlled
just
hy using the measured signal of a huilding's
two
interfacing floors. Although it
can
control the
response of
the
structure , the information is too less
and
the control performance is not good yet.
Here
,
hased
on the
rohust control strategy
and
hy setting up a special matrix , a rohust decentralized control method with measured signals of a
building's four interfacing floors was proposed. And from the performance
of
dynamical simulation , the control results of
the proposed method was much hetter than the one
depended
on signals of two interfacing floors of a huilding.
Key
words:
architectural structure; centralized control; decentralized control; rohust control
振动主动控制系统多采用集中控制策略
[1
句，需
要同时测量尽可能多的系统信号，进而计算出所有作
动器的控制力进行振动控制。倘若某几个控制器或传
感器失效，则可能使控制系统瘫痪，且控制系统设计复
杂、可靠性差。基于局部信息反馈的分散控制策略，具
有设计简单且可靠性高等特点，己经成为目前研究的
热点之一山
O
由于分散控制采用系统局部信号反馈的
控制方法，少数作动器的失效并不会致使整个系统的
控制失败，更适于实际应用。文献
[5J
对基于最优控制
策略的分散控制方法进行了初步的研究;文献
[6
J
通过
把结构分成多个子系统，每个子系统采用不同的控制
基金项目:江苏省自然科学基金项目(
B
K2
003083
)ρ1
0
央高校基金
(2009B15814 )
收稿日
!t
月
2010
斗
0-14
修改稿收到日期
:2010
一
12
一
17
第一作者蒋扬男，硕士生，
1985
年
8
月生
策略的方式，对自适应模糊分散控制进行了研究，控制
效果很好。
本文主要研究基于鲁棒控制理论的鲁棒分散控制
策略，目前分散控制作动器的控制力仅采用建筑物相
邻两层的测量信号进行控制，由于采用的系统信息较
少，虽然也能对建筑物的振动响应进行控制，但控制效
果一般
[7
-10J
。如果要使系统具有较好的控制效果，就
必须为作动器提供尽可能多的系统反馈信息。因此，
在信息采用上，本文选择建筑物相邻四层的测量信息，
进而对其进行鲁棒分散控制，既保证了控制系统简单
可靠的优点，又增加了作动器控制力所采用的系统信
息，为同等环境下提高系统的控制效果提供了保证。
最后，对十层建筑物进行了仿真分析。
1
鲁棒控制
含比例阻尼的
n
个自由度的建筑结构在地震作用
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