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原文传递大跨度斜拉桥振动控制研究

论文题名：	大跨度斜拉桥振动控制研究
关键词：	大跨斜拉桥;随机平均法;最优控制;振动控制
摘要：	相比于房屋建筑结构的振动控制，桥梁的控制研究则要薄弱许多，但如今特别是大跨度桥梁日益增多，作为交通的主体，城市的生命线，重要性不言而喻。最近两年高震级地震又频频发生，加快桥梁工程的抗震能力迫不容缓，因此对大跨桥梁的振动控制的研究具有十分重要的理论及工程实际意义。　　首先介绍了常用的斜拉桥地震分析方法，针对确定性地震分析的缺点，结合桥梁振动控制的特点，对白噪声进行线性滤波，采用经典的地震动功率谱模型，得到地震加速度时程曲线。接着，概括的介绍了Benchmark模型的大致内容，并添加一个对桥梁分析非常重要的评价指标，完善了原性能评价体系。　　其次，由于斜拉桥模型的自由度数目庞大，对模型的降阶问题进行了细致研究，先采用传统降阶模型进行降阶，再利用内平衡法得到比原模型的阶数小许多的系统，并对不同系统的稳定性及与原模型的相似性进行了比对。另外，考虑到大跨斜拉桥的柔性，采用航空航天行业中比较成熟的模态价值分析，提炼出斜拉桥中贡献较高的模态，以利于之后工作的进展。　　非线性随机最优控制策略是基于拟哈密顿系统随机平均法与Bellman最优性原理，首先将物理坐标下的斜拉桥动力方程转为广义坐标即模态坐标下进行分析，并从部分可观测问题等价为完全可观测随机最优控制问题，随后，进行随机平均，利用动态规划方程求出最优控制力，求出结构在受控制时的各个响应，整个求解过程是非线性的，使用Simulink工具完成了受控结构响应的仿真过程。同时也在模态坐标下进行了LQG控制算法仿真，以利于比对NSO算法的效率。可以发现非线性随机最优控制(NSO)算法较LQG算法更加优秀，控制效果良好，且在鲁棒性上亦能满足要求。
作者：	余友熙
专业：	力学
导师：	刘中华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	厦门大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文