摘要：为进一步阐明调谐负刚度阻尼器(tuned negative stiffness damper,TNSD)对结构减震控制的优势,本文开展了TNSD对单自由度结构减震控制的h2优化设计,并研究了TNSD的减震增效作用与减震机理。首先,基于单自由度结构-TNSD耦合系统的h2性能指标,推导了TNSD最优负刚度系数和最优阻尼系数的设计公式;然后,研究了TNSD的刚度特性和阻尼特性、TNSD对结构的阻尼增效作用、TNSD-结构耦合系统的耗能特点,阐明了TNSD的减震增效机理;最后,开展了TNSD对结构减震控制的地震响应分析。结果表明:TNSD可进一步提升负刚度阻尼器对结构的减震效果,其调谐弹簧可以放大TNSD内部阻尼元件的位移和TNSD等效阻尼系数,提升了TNSD的耗能效率和结构的等效阻尼比。

摘要：为抑制位移激励下主结构的振动,提出了三种含有负刚度的惯容减振系统(N‑ISD),推导了各系统分别在h∞和h_(2)优化准则下设计参数的解析解,探究了不同形式N‑ISD系统振动控制的特点。建立位移激励下减振系统的动力学方程,得到结构的传递函数。针对简谐位移激励下的振动幅值,采用固定点理论推导了以h∞范数为优化准则的设计参数解析解;针对随机激励下位移均方值,采用极值理论推导了以h2范数为优化准则的设计参数解析解。通过与基于遗传算法的数值优化解对比,验证了上述最优设计参数解析解的有效性及优越性。对最优状态下的减振系统进行减振效果分析,结果表明:负刚度的引入能有效降低主结构的振幅放大因子和均方值,简谐激励下N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统反共振峰值更低,共振峰值间距更大,减振效果及稳定性更好;随机激励下N‑SPIS‑Ⅰ和N‑SPIS‑Ⅱ型惯容系统位移均方值均小于N‑SIS型惯容系统,表现出更好的减振性能。

摘要：研究了一类受随机扰动影响的线性时不变系统的故障诊断滤波器(Faultdiagnosisfilter,简称FDF)设计问题。分别应用从扰动、故障到残差的传递函数的h2范数作为残差系统对扰动的鲁棒性和对故障信号的灵敏度度量指标,以最小化基于鲁棒性/灵敏度的性能指标函数为目标,将FDF设计问题归结为h2优化问题。推导并证明了问题可解的充分条件,给出了一种FDF设计的迭代线性矩阵不等式(IterativeLinearMatrixInequality,ILMI)算法,并进一步讨论了残差的评价问题。算例验证了该算法的有放性。

摘要：基础隔震技术可以显著减小建筑上部结构的水平绝对加速度,但隔震层较大的水平位移往往制约着基础隔震结构的设计。调谐质量阻尼器可以减小隔震层的水平位移,但减震效果受其物理质量的影响。惯容是一种新型两节点单元,其质量效应可以比其物理质量大上百倍甚至数万倍。本文将调谐惯容阻尼器应用于基础隔震结构,从考虑结构阻尼与否对TMDI进行随机激励下的h2优化设计,并以常用800mm隔震支座为背景进行地震作用时程分析。研究结果表明,物理质量较小的调谐惯容阻尼器可以显著减小隔震层的水平位移和上部结构的水平绝对加速度。

摘要：在下肢康复机器人患者主动运动训练的过程中,为防止因肌肉痉挛等造成跑步机加速度过大对患者产生二次伤害,提出一种基于加速度抑制的跑步机速度协调控制方法。采用系统辨识的方法建立跑步机的数学模型。采用基于h2优化设计方法和连续时间系统切换理论设计具有加速度抑制的跑步机速度PI控制器。仿真结果表明,该控制器既能对跑步机的加速度进行抑制,又能使跑步机的速度快速跟踪患者期望的步行速度,实现了患者下肢与跑步机之间速度的协调控制。

摘要：本文对内模控制系统设计中常用的相消法、h2最优法同预测控制法中的动态矩阵控制在设计思路和控制效果方面进行了比较,并选用了有时滞的非最小相位二阶系统作为对象模型来比较这三种方法在应用时的特点.

摘要：针对常规一自由度内模控制在非自衡对象中应用的不足,提出了一种基于互质分解的两自由度内模控制器设计方法,并采用h2优化改善了系统的动态性能.一类非自衡二阶非最小相位过程的仿真结果表明,这种方法可使系统同时具备良好的鲁棒特性和干扰抑制特性.

摘要：针对同时具有稳定极点和不稳定极点的控制对象,提出了一种新的控制器设计方法,该方法将控制对象分解为稳定部分与不稳定部分之和,将常规反馈控制、内模控制和h2优化相结合,可以有效的简化控制器的设计,并且具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性,改进了常规反馈控制和内模控制的不足,仿真试验证明了它的有效性和理论分析的正确性.