摘要：爆破、地铁施工、过往交通车辆、台风，特别是不可预测的地震等人为和自然行为经常会引起建筑物的震动，这些震动不但会破坏建筑物的结构完整性，而且还会严重威胁到生活在建筑物内人们的生命和财产安全。为了保证受震建筑物的完整性和安全性，利用阻尼器对高层和公共建筑进行减震控制已成为普遍选择。作为减震控制结构的核心，阻尼器由于所处环境恶劣，磁流变效应变差等因素都会诱发其性能衰减，进而导致阻尼器故障时常发生，极大的降低了建筑物中阻尼器的减震性能。为此，针对受震高层建筑，研究在阻尼器失效或部分失效情况下的减震控制将会具有重要的理论和应用意义。

本文将受到外界震动的高层建筑系统作为研究对象，首先对受到外界震动的高层建筑进行受力分析，并建立相应的物理模型；然后在建筑物受到大震动且某个楼层的阻尼器发生加性故障时，完成对阻尼器的故障建模；接着通过设计阻尼器的最优协同容错控制律来完成剩余楼层对故障楼层的补偿作用，进而达到在该协同容错减震控制方案下，受震建筑物仍能保证较好的完整性和维持较强的稳定性目的；最后以三层建筑物为例来验证协同容错减震控制方案的有效性。

关键词：减震控制,协同容错控制,阻尼器故障,高层建筑

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2国内外研究现状-4

1.2.1建筑物减震控制-4

1.2.2容错控制-5

1.3论文主要内容-6

第二章 受震高层建筑系统的建模-7

2.1达朗贝尔原理-7

2.2受震高层建筑系统的动态模型-7

2.3受震高层建筑系统的状态空间表达式-8

2.4故障的故障建模-9

2.5本章小结-11

第三章 面向阻尼器故障的协同容错控制-12

3.1减震控制策略-12

3.2选取性能指标函数-13

3.3容错控制的分类-14

3.4设计最优协同容错控制律-15

3.5本章小结-18

第四章 基于Matlab的控制方案仿真验证-19

4.1设计验证方案-19

4.2系统参数-19

4.3求解Riccati方程-21

4.4求解状态变量和协同补偿向量-23

4.5仿真结果-25

4.6本章小结-29

第五章 总结和展望-30

5.1总结-30

5.2展望-30

参考文献-32

致谢-34