考虑作动器饱和的结构振动多层级分布式瞬时最优控制

摘要

针对结构振动主动控制问题,提出了一种含作动器饱和约束的多层级分布式瞬时最优控制方法.首先,基于Newmark-[3法动态子结构技术,将整体系统分解为一系列多层级分布的子系统,并建立面向分布式控制的子系统动力学模型.然后,基于不同层级的动力学模型,采用瞬时最优控制策略,以岀口节点状态作为各相邻子系统之间的信息交互,对各子系统设计独立的局部子控制器.最后,基于参变量变分原理,将具有作动器饱和约束的瞬时最优控制问题转化为线性互补问题,求解该线性互补问题,从而获得相应的子系统控制律.为验证所提算法的有效性,以平面简支梁和大型空间智能索网天线结构振动控制为例进行数值仿真,结果表明:所提多层级分布式瞬时最优控制方法能有效地抑制结构的振动响应,其设计灵活、具有良好的容错性,并且作动器饱和约束可直接通过求解线性互补问题而得以满足.