[发明专利]用于三层链型结构振动无线分布式控制系统及方法

摘要

本发明涉及结构振动无线分布式控制技术领域，一种用于三层链型结构振动无线分布式控制系统及方法，其中方法包括以下步骤：(1)建立三层链型结构的系统状态方程，(2)将该三阶系统解耦为两个二阶系统，(3)对三层链型结构系统分布式子系统的控制律求解。本发明只需采集结构的局部状态信息即可进行相应子系统的无线主动控制，降低信息采集难度和通信复杂度；每个子系统仅计算二维模型的计算量，降低了运算复杂度；每个子系统的控制律可进行单独调节相比于集中控制更加灵活，且对局部刚度变化敏感；每个子系统可以独立运行相比于无线集中控制大大提高了系统稳定性，降低因部分硬件故障而造成整个系统瘫痪的风险。

主权项

1.一种用于三层链型结构振动无线分布式控制系统，包括三层弹簧钢架、振动台及三脚钢架，其特征在于：所述三层弹簧钢架上设置有第一、二、三层弹簧钢架，所述三层弹簧钢架的底部及三脚钢架分别通过螺纹紧固在振动台上，确保三层弹簧钢架和三脚钢架与振动台无相对运动，三角钢架与三层弹簧钢架处于同一水平线上并保持30‑40cm的水平距离；所述第一、二、三层弹簧钢架上分别安装有第一、二、三个主动质量阻尼器，并分别与功率放大器输出端相连，所述三角钢架上分别通过热熔胶固定有第一、二、三个激光位移传感器，且与三层弹簧钢架侧平面相互垂直，以便采集三层弹簧钢架各层的水平位移信息，所述第一、二、三个激光位移传感器的模拟信号通过铜导线分别与安装在三脚钢架上的第一、二、三个无线传输节点的输入端口相连，以便将位移信息通过无线方式发送出去，所述第一、二、三个无线传输节点通过WIFI无线模块发送给第四、五、六个无线传输节点，完成无线收发功能；所述第四、五、六个无线传输节点分别与第1、2、3个FPGA控制器输入端相连，所述第1个FPGA控制器输出端、输入端分别与第2个FPGA控制器输入端、输出端相连，所述第2个FPGA控制器输出端、输入端分别与第3个FPGA控制器输入端、输出端相连，用于将接收到的三层弹簧钢架的位移信息进行处理产生控制信号，并通过铜导线与功率放大器输入端相连，用于将控制信号放大到三个主动质量阻尼器中的直流电机额定工作电压范围内。