基于Benchmark模型的建筑结构在地震激励下的非线性随机最优控制的研究

地震最主要的危害方式是破坏建筑结构，给人的生命和财产带来巨大的损失，是人类社会不可避免的自然灾害，因此，研究建筑结构在地震激励下的最优控制，最大限度的避免和减小灾害造成的损失具有重要的理论和现实意义。本项目应用随机平均法与动态规划原理，研究基于Benchmark模型的建筑结构在地震激励下以响应最小为目标，同时计及在控制执行中不可避免的状态部分观测、控制力时滞与有界、受控系统模型与参数不确定的非线性随机最优控制理论方法。与此同时分析结构的动力学响应，优化传感器和作动器位置，提出具体的最优控制解决方案。在此基础上，应用上述理论方法进一步研究建筑结构控制的Benchmark问题,同时用数值仿真方法验证理论结果，并与前人的研究成果相对照，进一步提出改进方案。通过三年的研究，建立一套行之有效的理论方法，力求推动非线性随机最优控制在建筑结构振动控制中的应用进程。

地震最主要的危害方式是破坏建筑结构，给人的生命和财产带来巨大的损失，是人类社会不可避免的自然灾害，因此，研究建筑结构在地震激励下的最优控制，最大限度的避免和减小灾害造成的损失具有重要的理论和现实意义。申请人主要做了以下几方面的工作：1.结合设计规范，分析住宅剪力墙结构设计的特点，研究住房剪力墙的结构布置，再利用多级优化方法研究结构构件的优化和抗震整体优化，突出解决建筑结构优化设计中变量多的难题。2. 研究了结构在地震激励下的基于精细积分显示表达式的瞬时随机最优控制方法及时滞补偿理论，初步建立了一套建筑结构在地震激励下最优控制的理想方案。3.基于时域显式法和等效线性化法，研究了一套求解大规模非线性结构在随机激励下的动力学响应的高效算法。4.研究了桁架结构全局优化的刚度扩散法。