[发明专利]一种建筑结构有限时间抗震控制方法、系统、装置及介质

说明书

本发明公开了一种建筑结构有限时间抗震控制方法、系统、装置及介质。该方法通过建立建筑结构的第一力学模型；基于不确定执行器失效的约束条件，对所述第一力学模型进行调整，得到建筑结构在不确定执行器失效状态下的第二力学模型；通过模糊逻辑系统建立地震波加速度的预测模型；基于所述第二力学模型和地震波加速度的预测模型，分析得到所述建筑结构的控制器输出约束。通过使用本发明中的方法，能够保证建筑在具有不确定性的执行器失效的情况下，仍可在有效时间内快速稳定，提高了建筑的安全性。本发明可广泛应用于主动抗震技术领域内。

技术领域

本发明涉及主动抗震技术领域，尤其是一种建筑结构有限时间抗震控制方法、系统、装置及介质。

背景技术

地震作为一种巨大的自然灾害，严重危害人类生命和财产安全；研究如何减小地震波对建筑结构的影响具有重要意义。当前的建筑结构减震控制，较为成熟的是被动控制，然而隔震支座的施工安装过程较为复杂，并且安装后难以调整改变。与此同时，对建筑结构的主动抗震控制不断发展，主动抗震技术是在建筑物受地震作用过程中，利用计算机智能控制系统进行监测，控制器提供动作指控，执行器如主动阻尼器等设备及时地对目标建筑施加动力，从而快速控制和减弱结构振动影响的控制方式。

在实际的地震过程中，很有可能出现执行器失效的情况，或者说我们无法确定执行器实际的工作状态。然而传统的控制都是基于执行器良好工作的情况下实行的，并且大多数控制方法都将系统的李雅普洛夫稳定性归结为渐近稳定研究领域，这意味着稳定时间趋于无穷，并不能及时控制建筑结构稳定。目前，现有技术中还缺少一种良好的主动抗震技术方案，以用于解决以上问题。

名词解释：

模糊逻辑系统：模糊逻辑系统是指利用模糊概念和模糊逻辑构成的系统。当它被用来充当控制器时，就称为模糊逻辑控制器(Fuzzy Logic Controller)。由于在选择模糊概念和模糊逻辑上的随意性，可以构造出多种多样的模糊逻辑系统。最常见的模糊逻辑系统有三类：纯模糊逻辑系统、高木-关野模糊逻辑系统和具有模糊产生器以及模糊消除器的模糊逻辑系统。

李雅普洛夫稳定性：在自动控制领域中，李雅普诺夫稳定性(Lyapunovstability，或李亚普诺夫稳定性)可用来描述一个动力系统的稳定性。如果此动力系统任何初始条件在平衡态附近的轨迹均能维持在平衡态附近，那么可以称为在处李雅普诺夫稳定。李雅普诺夫稳定性可用在线性及非线性的系统中。不过线性系统的稳定性可由其他方式求得，因此李雅普诺夫稳定性多半用来分析非线性系统的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的一个目的在于提供一种建筑结构有限时间抗震控制方法，该方法为有限时间内的自适应失效补偿振动控制，能够保证建筑在具有不确定性的执行器失效的情况下，仍可在有效时间内快速稳定，提高了建筑的安全性。

本发明实施例的另一个目的在于提供一种建筑结构有限时间抗震控制系统。

为了达到上述技术目的，本发明实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供了一种建筑结构有限时间抗震控制方法，包括以下步骤：

建立建筑结构的第一力学模型；

基于不确定执行器失效的约束条件，对所述第一力学模型进行调整，得到建筑结构在不确定执行器失效状态下的第二力学模型；

通过模糊逻辑系统建立地震波加速度的预测模型；

基于所述第二力学模型和地震波加速度的预测模型，分析得到所述建筑结构的控制器输出约束。

另外，根据本发明上述实施例的建筑结构有限时间抗震控制方法，还可以具有以下附加的技术特征：