[发明专利]一种改进的半主动H∞鲁棒控制方法

权利要求书

1.一种改进的半主动H_∞鲁棒控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：将基于干扰抑制问题的H_∞控制的设计转化为混合灵敏度求解问题，并构建基于输出反馈的PS/T型混合灵敏度H_∞鲁棒控制器；

步骤S2：利用鲸鱼优化算法对鲁棒控制器的混合灵敏度加权函数进行带约束多目标优化设计，得到优化后的鲁棒控制器；

步骤S3：根据优化后的鲁棒控制器，计算闭环控制系统的主动控制力；

步骤S4：利用限幅电压定律将主动控制力转换成磁流变阻尼器的控制信号；

步骤S5：基于磁流变阻尼器的控制信号，以现象模型作为磁流变阻尼器的正向模型，计算结构减震所需的阻尼力并输出，实现基于MR阻尼器的半主动WOA-PSTH_∞-CVL控制。

2.根据权利要求1所述的一种改进的半主动H_∞鲁棒控制方法，其特征在于，所述H_∞鲁棒控制器是一个正反馈类型的闭环控制系统，其闭环传递函数可表达为：

其中，S是灵敏度函数，PS是激励d到系统输出y的传递函数；系统输出y不是全状态变量，而是易于测量的加速度响应；T称为补灵敏度函数，是激励d与控制力u之间的传递函数；W_s和W_t是控制系统的混合灵敏度加权函数，分别对PS和T加权；对于所构建的标准受控系统，其输出定义为

其中，z1和z2是评估信号。

3.根据权利要求1所述的一种改进的半主动H_∞鲁棒控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

步骤S21：确定优化目标函数，如下所示：

Obj＝wJ₁+(1-w)J₂

式中，

式中，Obj为鲸鱼优化算法中的适应度函数；x_i(t)和分别是第i层楼的位移和绝对加速度，x_unctrl和分别是建筑物在不受控时的最大位移和最大绝对加速度；w是反映J₁和J₂相对重要性的权重；

步骤S22：根据标称受控对象确定控制系统的输入和输出的数量，并确定加权函数的结构；

步骤S23：采用实值编码策略对待优化参数进行算法编码，并界定待优化参数的搜索空间；

步骤S24：随机生成鲸鱼个体的位置信息X＝[X₁,…,X_N]，作为初始的待优化参数，并初始化算法参数；

步骤S25：Cycle＝1，开始迭代计算：首先确定加权函数W_s和W_t，然后计算标准型H_∞控制中的各矩阵，继而基于LMI方法求解控制器K，从而计算主动控制f_c，最后根据控制系统计算适应度F(X_i)。

步骤S26：判断是否满足算法终止条件：如果满足Cycle>T_max，终止迭代并找出适应度值最优的个体位置作为最优位置X；否则，Cycle＝Cycle+1，进入步骤S27；

步骤S27：更新每个个体位置：

步骤S28：计算更新后的种群适应度，若更新后种群中最优个体的适应度优于原种群最优个体的适应度，则用更新后的最优位置替代原种群中的最优位置；否则，保持原种群的最优位置不变；

步骤S29：重复步骤S26～S28，直到算法结束，所输出的最优个体位置即为混合灵敏度加权函数的优化参数。

4.根据权利要求3所述的一种改进的半主动H_∞鲁棒控制方法，其特征在于：所述加权函数W_s和W_t的结构为一阶正则形式，采用对角化的实有理函数阵。