土木工程結構的振動控制研究和應用已有近 50 年的歷史，基于線性結構的主動控制理論已經基本成熟，在土木工程領域也得到了廣泛的應用。但是由于結構形式越來越復雜，即使采用結構振動控制系統，在強地震作用下將結構完全控制在線性階段也是不現實的。因此研究結構非線性振動控制以及識別等問題具有重要的理論和實際意義。結構非線性振動試驗容易造成結構損傷甚至破壞，不具有可重復性，因此研究可以重復使用的結構非線性試驗模型對于所提出理論和算法的驗證也是非常重要的。本項目基于以上的問題，根據不同情況研究了結構非線性振動識別與控制算法，同時設計了結構非線性振動試驗模型。具體為：1. 針對常參數簡單非線性模型采用小波分析與神經網絡預測進行了結構非線性振動參數識別；考慮時變參數的影響，針對滯回非線性模型采用無跡卡爾曼濾波進行參數識別，同時利用估計量來計算滯回變量，提高了識別精度；針對磁流變彈性體材料，采用廣義Maxwell模型以及分數階模型進行了建模及參數識別。2. 針對簡單非線性模型，采用滑模控制算法以及反饋線性化控制算法進行了控制設計，同時在控制算法設計中對于荷載進行了識別；針對復雜非線性模型，結合前面的識別算法給出控制所用參數，采用模型參考自適應控制算法進行了結構非線性振動控制；針對采用旋轉激勵的結構非線性模型，采用同胚變換及反饋線性化算法完成了結構非線性振動控制。3. 基于粘滯旋轉阻尼器建立了結構非線性振動試驗模型，通過調節粘滯阻尼器的阻尼系數可以實現不同的非線性行為；基于磁流變彈性體建立了結構非線性試驗模型，通過調節施加在磁流變彈性體上的磁場可以實現不同的非線性行為；基于旋轉激勵作動器建立了考慮作動器非線性的結構非線性試驗模型；基于主動電機建立了基于狀態反饋的結構非線性振動試驗模型，可以重復的實現給定的線性及非線性行為。在以上建立的結構非線性模型中，對于所提到的識別和控制算法進行了驗證。 2100433B

土木工程結構在強震作用下將不可避免地進入塑性階段，從而表現出非線性行為，因此研究結構非線性振動識別與控制具有重要的理論和實際意義。本項目針對結構中已知非線性程度及非線性類型的不同，設計合適的結構非線性振動識別及控制算法，并分別基于旋轉阻尼器和磁流變彈性體建立具有可重復性的結構非線性振動試驗模型。具體為：1）當已知較多非線性模型信息時，采用常參數結構非線性振動模型，設計以魯棒控制方案為主的控制算法；當已知較少非線性模型信息時，采用時變參數結構非線性振動模型，設計以自適應制方案為主的控制算法；2）利用磁流變或粘滯旋轉阻尼器建立具有可重復性的結構非線性振動試驗模型，并通過調整輸入到磁流變旋轉阻尼器中的電壓信號實現不同的非線性行為；3）利用磁流變彈性體設計變剛度柱，并建立可以實現不同剛度非線性的結構非線性振動試驗模型；4）在試驗模型上驗證前面提出的結構非線性振動識別與控制算法的合理性。

本項目針對高層建筑結構智能控制的難點問題，通過對模糊推理、神經網絡及粗糙集理論等智能控制算法的深入研究，提出有效的高層建筑自適應模糊控制新算法。研究內容包括：高層建筑結構振動控制的模糊建模、模糊控制規則提取及有效性驗證；高層建筑結構模糊自適應控制算法的研究及模糊系統穩定性分析；研制相應的智能嵌入式實時控制系統；進行安裝主動質量阻尼器的高層鋼框架模型結構模糊控制試驗研究，驗證所提智能控制算法與研制的智能控制系統的有效性。本課題研究將為高層建筑智能控制的工程應用提供關鍵技術儲備。 2100433B

我們項目的研究內容和研究目標有三個：.1 模糊和神經網絡自適應滑模控制。將模糊控制同其它領域的理論研究方法相結合，利用模糊控制的優勢提供可行的分析方法，發展一些實用的綜合方法；.2時滯系統的滑模變結構控制。時滯系統的變結構控制，對進一步促進變結構控制理論的應用具有重要意義。.3滑動模態控制的抖振問題：目前雖然有許多消除抖振的方案，但這些方法都有各自局限性，抖振現象仍然是離散系統滑模控制算法的主要缺 2100433B