网络变结构（精选十篇）
网络变结构 篇1
对稳定平台控制是旋转导向钻井系统的关键环节。在钻井过程中, 钻井工具受井下复杂多变的工作环境影响, 导致干扰稳定平台系统控制精度的参量较多。并且稳定平台跟随钻柱一直处于旋转状态, 具有旋转摩擦的非常规运动特性, 因此稳定平台受较多摩擦扭矩变化的影响较大。考虑上述因素, 研究可靠的控制策略是十分必要和关键的。
本文提出滑模变结构控制器与RBF神经网络相结合来对旋转导线钻井稳定平台进行控制。主要是利用RBF神经网络具有高度非线性的连续时间动力系统这一特点, 并且具有很强的自学习功能和对非线性系统的强大映射能力。最后结合滑模控制提高系统鲁棒性和抗干扰能力。
1.稳定平台模型
根据稳定平台在井下的工作方式, 稳定平台可以被看作发电机式的单轴惯性稳定平台系统。旋转导向钻井稳定平台由两个涡轮电机, 即上涡轮电机和下涡轮电机, 电子控制仓及控制轴组成。
稳定平台广义被控对象数学模型可写为
其中ku为PWM脉宽调制系数, k E为电枢电流与电磁力矩之间的比例常数, kw为陀螺传感器转换系数, Ff为摩擦力矩, Fn为其他干扰力矩。
2.控制器设计
■2.1变结构控制器设计
设x1=θ, 理想工具面角为θd, 则误差为取滑模函数为
■2.2RBF神经网络自适应滑模控制器设计
RBF神经网络是一种具有单隐层的高效的三层前馈式神经网络, 具有最佳逼近性能和全局最优特性, 且网络结构简单, 训练速度快。
因此对f (x) 与b (x) 利用RBF网络进行逼近, 构造为f (x) 的精确值, εf为逼近误差。则有
其中, hi (x) 为RBF网络输出
x为RBF网络输入, c i表示RBF网络第i个神经元的中心位置, bi为第i个神经元的宽度, w T为RBF网络权值。
RBF神经网络输入取则RBF神经网络输出为
定义Lyapunov函数为其中γ1>0。对Lyapunov函数求时间导数, 得
设计控制律为则
由式 (7) 可得, 取, 则有则时, 系统是渐进稳定的。
3.仿真结果与分析
根据实验测得的稳定平台控制对象数据及对稳定平台的参数辨识, 使用Matlab/Simulink仿真工具, 使用上述RBF神经网滑模变结构控制方法对旋转导向钻井稳定平台控制系统进行仿真。
通过大量仿真实验, 得到下面的仿真结果。
从图中可以看出, 工具面角跟踪效果快速、准确, 能够很好地达到控制要求。
4结论
针对稳定平台在井下工作特点, 提出一种RBF神经网络滑模变结构控制方法。该方法利用RBF神经网络逼近稳定平台数学模型, 通过滑模变结构方法来增强系统鲁棒性, 并能够保证控制系统的稳定性。仿真结构表明, 该方法能够抑制摩擦力矩对系统产生的不利影响, 消除滑模变结构控制产生的抖振现象。使被控系统具有良好的鲁棒性和较高的稳定平台姿态控制精度, 控制性能得到了极大的改善。
参考文献
[1]汪跃龙, 王海皎, 康思民等.导向钻井稳定控制平台的反馈线性化控制[J].石油学报, 2014, 35 (5) :952-957
空间柔性结构的变结构控制器设计 篇2
空间柔性结构的变结构控制器设计
对于一类由中心刚体和挠性臂构成的.空间柔性结构,采用变结构控制理论设计了空间柔性结构控制器,并证明了闭环系统的稳定性.所设计的控制律可在控制柔性结构位置的同时有效抑制其高频振动,仿真结果验证了所提出方法的有效性.
作 者：万海轶 作者单位：北京航空航天大学第七研究室,北京,100083刊 名：科技创新导报英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：“”(10)分类号：V24关键词：空间柔性结构 振动控制 变结构控制 稳定性分析
变变变 网络相册变网络硬盘 篇3
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滑模变结构控制对象研究 篇4
滑模变结构控制(简称SMC)是变结构控制方法中的一种控制策略,这种控制策略与常规控制的根本区别在于控制的不连续性,即呈现出一种使系统“结构”随时变化的开关特性。该控制特性可以迫使系统在一定条件下沿规定的状态轨迹作小幅度。高频率的上下运动,即滑动模态或“滑模”运动。这种滑动模态是可以设计的,且具有很好的鲁棒性[1]。
1 应用领域概述
滑模变结构控制广泛应用于军工、航空航天、机器人、电力电子、一般工业过程、船舶、冶金、车辆、数控机床、泵机、采掘运输机械等控制领域,在模型跟踪系统、自适应系统、不确定系统等复杂系统中的应用具有良好效果。更具体地讲,可进行高精度伺服系统、电液伺服系统、坦克伺服系统等的控制、导弹寻的制导和目标拦截的应用、着陆小天体的导航、制导和控制问题、飞行器的轨道机动、姿态控制和附着交会、远程自主水下航行器、机器人、导弹、飞船姿态的跟踪控制、航天器具有的柔性附件(包括太阳帆板、天线等)的振动抑制、天文望远镜的伺服驱动系统、液压系统的控制、航空发动机控制系统、汽车防抱死制动系统、驱动防滑系统的控制、异步感应电机、交直流驱动系统、多电机的同步控制、利用风能、太阳能、燃料电池等清洁能源发电的分布式电源、电力机车辅助变流器、单相电压型PWM整流器、DC/DC开关变换器、APFC电路系统、电子节气门开度的精确控制等。
2 控制对象概述
对于传递函数:
令x1=e采用定值控制,设输入为R,u为控制输出,则将上述传递函数转换成状态空间表达式为:
由上述传递函数G(s)及其状态方程中的参数T和k可获知被控制对象本身的特性。下面从300多篇采用滑模变结构控制的文献中摘录出各领域的被控对象进行研究,力图探究滑模变结构控制的最佳适用性(注:表达式中仅保留状态)。
倒立摆系统[2]是一个典型的运动的刚体系统,状态方程为:
直线一级摆[3]如式(4)所示。
轨迹跟踪中[4],式(5)是大型光电跟踪平台直流调速系统的传递函数。
混沌系统中[5],Lorenz系统具有典型的混沌轨道,其受控系统为:
汽车工程中[6],以半独立式主动悬架为研究对象,实际被控系统的1/4车辆动力学模型为:
导弹控制中[7],式(8)为某条弹道上的导弹自动架驶仪对象。
在电机控制中[8],如忽略电枢电感的影响,则电机模型可简化为一阶惯性。式(9)为力矩电机对象:
伺服系统中,三轴转台伺服系统如式(10)所示。永磁同步电机伺服系统[9]如式(11)示。气动位置伺服系统[10]如式(12)所示。文献[11]以实验室建造的热轧卷取机踏步控制半物理实验模型为对象进行建模,对电液伺服系统的控制进行了研究,如式(13)所示。
差压控制中[12],转炉炉口微差压控制系统如式(14)所示。
液压控制中[13],液压缸系统如式(15)所示。文献[14]中的机器人采用电液比例伺服控制,其喷浆机器人大臂俯仰机构阀控液压缸为如式(16)所示。
在液位控制中[15],式(17)中的系统对象是一个两水箱串联的液位系统,也是一个两输入两输出的非线性液位控制系统。
文献[16]中控制的多输入离散时滞系统为:
另外,文献[17]中研究了二阶滑模在水下航行器空间运动中,航向控制通道的应用,为:
舵机系统[18]是飞行器自动控制系统不可缺少的关键组成部分,式(20)描述了电动舵机对象。式(21)描述了舵机加载系统[19]。
文献[20]对并联电压控制模式的BUCK变换器电路系统进行了均流控制。并联BUCK变换器电路系统的状态方程如式(22)所示。
V0为负载电容电压,两个BUCK变换器的电感电流是IL1和IL2。
由上述各对象的状态方程观察,再经换算可知,各对象参数的T集中于[0.0003812]。
3 最佳适用性研究
滑模变结构可控制不同领域、不同性质的对象,但不是万能的。通过以下几方面的研究、仿真,来探究其最佳适用性。
在下述的研究中,以图1和图2为基本图。图1-2中的控制对象为G(s)=0.7/(165s+1)4
3.1 快速性
在图1-2中,分别采用SMC和PID控制同一对象G(s)=0.7/(165s+1)4(去除两图中的干扰及图2中的积分滑模),仿真效果对比如图3所示。可以很明显地看出,滑模变结构的快速性要远超出PID约2倍多。
为便于比较,现采用二阶SMC和PID控制同一二阶对象G(s)=133/(s2+25s),控制效果如图4所示。其中,为了突出快速性,PID采用P控制,kp为1.45;二阶SMC控制如图5所示。
由图3-4看出,对于被控对象本身时间常数小的对象,由SMC快速性所提升的时间更显迫切;因为对象本身的惯性、迟延小,滑模切换快,鲁棒性也强。此时,应优选SMC控制策略。
3.2 抗干扰性
图1-2中分别施加干扰
从图6看出,不管采用哪种滑模策略,都无法消除稳态误差,即使误差减小了,但代价是动态性能更差。由加干扰前后的PID控制看出,PID能完全消除稳态误差,动态性能变化不大。
3.3 参数整定
在图2中,使用四阶的SMC结构分别控制阶数为四阶、三阶和二阶的对象:G(s)=0.7/(165s+1)4、G(s)=0.7/(165s+1)3、G(s)=0.7/(165s+1)2,控制效果如图7所示。同样,对图1的PID控制施加上述控制对象,仿真结果如图8所示。
反之,使用图5的二阶SMC,分别控制上述的二阶和四阶对象。结果是:二阶SMC控制结构可很好的控制二阶对象G(s)=0.7/(165s+1)2,但无法控制相应的四阶对象G(s)=0.7/(165s+1)4。
由图7-8及不可逆的结果来看,用高阶对象的滑模变结构控制结构可控制相应的低价对象,反之行不通。由此可知,高阶对象的SMC,计算公式复杂,参数整定的个数多,而且,对象参数变化时,高阶SMC的控制参数更敏感。相比之下,PID可逆。所以,对于二阶以下对象的控制,PID和SMC整定参数的难度相差不大,可选SMC;对于高阶大惯性对象,如果快速性不是首要的追求目标,优选PID。
4 结束语
模变结构控制作为一种非线性控制策略,广泛应用于机器人、航空航天、电力电子、交流伺服系统等控制领域。但作为一种理论,有它自身的适用性。随着控制对象阶数的升高,时间常数T的增大,滑模变结构控制的切换面及控制参数增多,整定的难度在加大。尤其对于高阶大惯性变参数对象,滑模对系统参数变化和外部扰动更敏感,整定起来更困难。
而且,当被控系统施加未知干扰时,滑模变结构控制有静差。虽然采用文献中的积分滑模、非线性积分滑模可以减小稳态误差,但动态性能却变得很差。
对于二阶、时间常数小的被控对象来说,滑模变结构的快速性为其在快速达到或跟踪给定值方面带来了无与伦比的优势。而且,参数整定简单,实现简单,快速的切换带来了更强的鲁棒性;对于高阶大惯性对象,由于其本身的惯性,控制时间长,滑模切换少,较之二阶,鲁棒性变差。
综合上述研究,滑模变结构控制更适合于控制对象为二阶以内,T参数偏小的的一类被控对象。这样,算法及参数整定简单 , 响应速度快 , 具有强的鲁棒性。
着陆小行星的滑模变结构控制 篇5
着陆小行星的滑模变结构控制
针对由于目标小行星的各种物理参数和运动信息不能精确获取而导致着陆小行星的动力学方程中存在不确定项这一问题,设计了一种基于滑模变结构的软着陆小行星的制导控制方案.在考虑安全软着陆约束条件下规划了标称着陆轨迹;通过滑模变结构控制方法设计制导控制律,实现对理想标称轨迹的`鲁棒跟踪,从而保证成功着陆小行星;最后通过计算机仿真验证了方案的可行性.
作 者：李爽 崔平远 LI Shuang CUI Ping-yuan 作者单位：哈尔滨工业大学137信箱,深空探测基础研究中心,哈尔滨,150001 刊 名：宇航学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS 年，卷(期)：2005 26(6) 分类号：V448.234 关键词：软着陆 视线制导 滑模变结构控制 小行星变结构控制系统的抖振问题 篇6
变结构控制是一种非线性反馈控制方法, 它的结构在控制过程中可以发生变化。变结构控制在理论上只要扰动因素有界就可以通过适当的变结构控制作用使系统在有限时间内达到指定的切换面, 从而实现滑动膜运动;又因其对干扰的不变性和降阶特性, 因此已被广泛应用。然而, 与之相伴而生的是抖振问题, 它是变结构控制工程应用的主要障碍。伴随着变结构控制理论的发展, 抖振被广泛而深入地讨论, 现在也有了很多削弱抖振的方法。一方面是传统控制方法, 它通过改变变结构控制器的构造方式来削弱抖振;另一方面是组合控制方法, 它通过引入其他先进控制理论 (如自适应控制、模糊控制、神经网络等) 来削弱抖振。在介绍了变结构控制的基本原理和产生抖振的原因的基础上, 重点指出已有一定范围应用的多种削弱抖振的方法, 最后指出了处理抖振问题的发展方向。
1 变结构控制的基本原理及抖振问题
1.1 变结构控制的基本原理
广义上说, 在控制过程 (或瞬间过程) 中, 系统结构 (或叫模型) 可发生变化的系统, 叫变结构。变结构控制的基本原理在于, 当系统状态穿越状态空间的滑动超平面时, 反馈控制的结构就发生变化, 从而使系统性能达到某个期望指标。为说明变结构控制的基本概念, 以式 (1) 表示的非线性系统为例加以阐述[1]。
对于非线性系统:
式 (1) 中, x和f—n维列向量, u—标量函数, 它在超平面s (x) =0上切换。
所要寻求的变结构控制为:
其中u+ (x, t) 、u- (x, t) 、s (x) —某些连续函数, u+≠u-, 并满足到达条件s·s<0, s为s的横向量。
1.2 抖振的产生
对于理想的滑膜结构系统, “结构”的切换过程是具有理想开关特性的, 系统状态测量精确无误, 控制量不受限制, 所以滑动模态总是降维的光滑运动而且渐进稳定于原点。但是实际的系统, 切换的滞后、控制量受限、检测的误差、计算机采样都会在光滑的滑动模态上叠加一个锯齿形的轨迹。就实际意义来说, 切换开关本身的滞后对抖振的影响是小的, 相比之下, 切换所造成控制的不连续性则是抖振发生的本质原因。
2 削弱抖振的方法
削弱抖振的方法有很多种, 有较为传统的控制方法, 也有伴随着其他技术发展起来的较为先进的综合控制法。下面对其中有些控制方法作简单介绍, 具体的请参阅相关资料。
2.1 饱和型控制的削弱抖振
这种控制法的主要思想是在滑膜平面s=0的近旁引入一个边界层, 使系统状态在进入该边界层区后不产生抖动。这些方法在相应的前提下削弱了抖振, 但同时也降低了系统的鲁棒性, 所以运用时应该注意[2]。
2.2 趋近率法
从物理意义上讲, 产生抖振的原因是由于系统运动点RP以其固有的惯性冲向切换面时具有有限大的速度。于是我国著名控制专家高为炳教授和合作者提出的一种削弱抖振的控制方法, 为该速度设计各种趋近率。在远离切换面时, 运动点RP向切换面的速度大, 而接近切换面时, 其速度渐进于零。其一般趋近率表示为:
式 (2) 中, k>0, f (0) =0;当s≠0时, sf (s) >0。
根据k (s) 和f (s) 选取函数的不同, 定义四种趋近率:等速趋近率, 指数趋近率, 一般趋近率, 平方根趋近率。趋近率法具有很好控制效果, 其设计的难点是各项系数的选取。在一些持续扰动不可测和可变参数的系统中, 此法不适用。
2.3 边界层法
“边界层法”是用饱和函数sat (·) 代替传统变结构控制中的符号函数sgn (·) , 起到平滑切换的作用。其表达式为:
式 (3) 中, a表示边界层宽度。
这种方法的控制原则就是:一定范围内的状态点均被吸引至切换面的a邻域。由于在“边界层”外, 二者相轨迹完全相同, 只是在“边界层”内, 准滑动模态不满足理想滑动模态存在条件, 而是一种近似的滑动模态。当然也会在切换面附近产生高增益, 并且, 边界层厚度的选择也比较困难。
采用双切换面, 使相轨迹运行在两条切换线中之间, 它和边界层法类似。其差别是, 双切换线之间滑模区的宽度是可以改变的, 在原点附近, 它的系统动力学特性比边界层法要好。
2.4 积分滑模控制方法
鉴于选取线性滑模面的变结构控制器抖振削弱效果并不理想, Utkin在1996年对形如式 (4) 的非线性系统提出式 (5) 的切换面。
其中, u0 (x) 是一个理想的反馈线性化控制, 保证形如式 (4) 系统的运动是稳定的, s0 (x) 是系统状态的线性组合。并且, Utkin还提出了积分滑模控制的定义[3]:如果系统状态在滑模面上的滑动模态运动方程的阶次与系统原方程一致, 就称这个滑模是积分滑模。国内外有诸多文献对此进行讨论, 并进行了改进, 取消了上述对u0 (x) 的限制条件。
2.5 模糊变结构控制
模糊控制已经被证明为可以有效地利用语言信息的重要工具。在一些复杂系统, 特别是系统存在定性的、不精确和不确定信息的情况下, 模糊控制的优势更加明显突出。
模糊变结构控制可以采用模糊趋近率方法或模糊与变结构控制相混合的方式。由于模糊控制的动态性能好, 对动态过程控制有很强的鲁棒性, 而稳态精度却不是很高。模糊变结构控制就是要将两种控制机理的优点结合起来, 从而到达既保持变结构控制的不变性又削弱系统抖振的目的。这样的结合方式可以是:
(1) 模糊趋近率, 用模糊推理规则自适应调节趋近率的参数大小。
(2) 两种控制方法轮流作用, 当状态离滑模很远, 即s大时, 用模糊控制, 相反, 则自动切换到变结构控制。当s小时, 趋近速率尽可能的小, 抖振就会减小。而当s较大时, 在情况 (1) 可以根据需要调大趋近速率, 而在情形 (2) 中则切换到模糊控制, 就不存在抖振的问题了。这里对应的要采用多大的趋近速率应根据具体情况和经验确定, 也可以离线仿真调节。
2.6 神经网络变结构控制
为了达到削弱变结构控制系统抖振的目的, 也可以采用神经网络来设计控制系统的滑动模态 (切换函数) 。在确保滑模存在的条件下, 用神经算法逼近最优控制参数, 使得所设计的变结构控制具有最优滑动模态。当然, 这里所用的神经网络的结构 (网络层数、节点数等) 会影响所选择的学习算法的效率, 网络结构和学习算法又决定了网络的逼近精度, 所以对经验知识的依赖性就会比较强[4]。
3 结语
介绍了变结构控制的基本原理和产生抖振的原因, 重点总结现在已有一定范围应用的多种削弱抖振的方法。虽然国内外诸多学者在抖振抑制方面取得了许多卓有成效的成果, 但是, 抖振问题还没有得到彻底有效的解决, 在今后的一段时间里, 仍是变结构控制理论中的一个焦点问题。组合控制方法得益于先进控制理论和应用技术的发展, 应是处理抖振问题的一个发展方向。
摘要：变结构控制对系统参数的变化和外部干扰具有理论上的完全鲁棒性, 然而, 实际系统中在滑模面上的抖振问题却是其工程应用的主要障碍。研究了变结构控制的基本原理和产生抖振的原因, 总结出了多种削弱抖振的方法。指出组合控制方法得益于先进控制理论和应用技术的发展, 是处理抖振问题的发展方向。
关键词：变结构,抖振,削弱控制
参考文献
[1]高为炳.变结构控制的理论及设计方法[M].北京:科学出版社, 1996.
[2]田宏奇.滑膜控制理论及其应用[M].武汉:武汉出版社, 1995.
[3]白圣建, 黄新生.变结构控制的抖振问题研究[J].计算机仿真, 2006, 23 (6) .
玻璃熔窑变结构温度控制系统的设计 篇7
关键词：玻璃熔窑,变结构控制,神经网络
在玻璃生产过程中,玻璃熔窑是将生料变成玻璃液的重要热工环节,对其控制效果的好坏直接影响玻璃产品的质量和产量。
玻璃熔窑是一个复杂的热工设备,具有纯滞后、参数时变、强耦合、变量多等特点,由于其热工制度受外界因素的干扰,燃料热值的变化、流量的变化、昼夜环境的变化和大气风向的变化等等,特别是在火焰换向过程中,这些干扰会破坏熔窑热工制度的稳定,因此控制机理复杂。目前多是在工人的操作经验基础上设计模糊PID控制器来实现对熔窑的控制[1,2]。
本文依据窑的工艺特性及玻璃液温度精确控制的工程需要,结合多年来学者对不确定性系统和变结构理论所作的一些研究[3—5],采用神经网络对控制器的参数进行优化,以实现对熔窑的温度精确控制。
1熔窑温度特性分析
玻璃熔炉是以重油、煤气等为燃料,对玻璃石碎玻璃等生料进行熔化,以每日熔化量为180吨的格法熔窑为例,其控制系统的结构如图1,分为三个控制区:熔化区、澄清区,成型区。熔化区又分为4个小区,并配有喷枪通过各自的温度检测点(T1,T2,T3,T4)反馈形成控制回路。成型区玻璃液的温度(Ty)直接关系到玻璃制品的质量,然而对玻璃液温度的控制是通过澄清区内玻璃的温度(Tc)自然冷却和工艺完成。
合理假设:
(i)设相邻区之间的耦合值作为给定输入的一部分;从工艺上说,由于各小区基本采用恒温控制,各温度取得温度偏移范围很小,所以各温区温度耦合是恒定的。
(ii)对玻璃液的温度控制通过调节4#喷枪完成;因为重油流量和澄清区温度基本稳定,而重油流量和澄清区滞后的时间较短,因此可以调节重油流量来控制澄清区温度,达到控制玻璃液温度的目的。
2 总体控制方案
2.1 变结构控制器的设计
undefined
(1)式中u(t-T)是控制输入,f(X,t)是已知函数,b(t)是已知控制增益,控制目标迫使系统的输出X去跟踪一个指定的轨迹Xr。定义跟踪误差e=Xr-X,从而设计一个控制律u(t-T),使e收敛到零的一个邻域内。在理想情况下,系统(1)从初始状态开始,当达到滑面后一直保持在滑模面上运动,这种滑模面上的运动成为理想滑面运动。由此可以得到理想等效控制:
undefined
ui(t-T)=-(Cb(X,t))-1(Cf(X,t)+Cd(t))(3)
采用递归神经网络对趋近律中的参数ε和δ进行优化。
undefined和undefined,其中undefined,undefined。由此基于趋近律控制律为:
u(t-T)=(Cb(t))-1(-Cf(X,t)+Cd(t)+(1-δτ)s(t)+ετsgn(s(t)) (4)
采用梯度下降法,用加权动量项法修正网络输出权值和递归网络中的参数,使用性能指标:
undefined
并使V(t)最小。递归网络的权值和参数修正公式可表示为:
Wundefined(t)=Wundefined(t-T)-ηel(t)(Cb(t))-1τsgn(s(t))ε(t)×
(1-ε(t))Wundefined(t)(1-f1(k)f1(k))Xi(j)+α(wundefined(t-T)-wundefined(k-2T)),
Vundefined(t)=Vundefined(t-T)-ηel(t)(Cb(t))-1τs(t)δ(t)×
(1-τδ(t))Vundefined(t)(1-f2(t)f2(t))Yi(j)+α(Vundefined(t-T)-Vundefined(t-2T)),
Wundefined(t)=Wundefined(t-T)-ηel(t)(Cb(t))-1τsgn(s(t))ε(t)×(1-ε(t))f1(i)+α(wundefined(t-T)-wundefined(t-2T))
Vundefined(t)=Vundefined(t-T)-ηel(t)(Cb(t))-1τs(t))δ(t)×(1-δ(t))f2(i)+α(Vundefined(t-T)-Vundefined(t-2T))。
式中Xi表示神经网络输入矩阵;η为学习速率取值范围[0,1];α表示惯性系数在[0.1,0.8]取值。
2.2 变结构控制器参数优化
玻璃熔窑的动态特性可以用二阶系统,其传递函数为:
undefined
变结构控制需要把传递函数转换成输入输出的形式进行控制。由于上节介绍的神经网络变结构控制是基于非线性模型的,而且变结构控制本身对系统不确定性和扰动有很强的鲁棒性, 因此采用神经网络变结构控制的效果也是很好的,不但增强了系统的鲁棒性,还使控制时间明显缩短。
参数整定结果见附录,由于系统在2 s前就达到稳定,所以只给出了调节阶段的优化数据。
3 仿真研究总结
利用Matlab工具箱simulink的连接可以实现该温度控制系统的仿真。仿真时Kp=0.02,τ1=100,τ2=0.6的单位阶跃响应曲线如图3、图4所示。
从图3和图4中可以看出常规趋近律变结构控制对带时滞的单位阶跃响应具有较强的适应能力,这体现了变结构控制策略较强的鲁棒性,但反应速度较慢,影响了熔窑温度控制的精确度;而神经网络变结构控制明显缩短了调节时间,达到了精确控制温度的目的。
神经网络变结构控制器引入熔窑温度控制系统中,是对以往通过经验控制炉温的补充和改善,尽管加热模型不完全确知,也能以满意的性能补充玻璃熔窑的温度偏差。
参考文献
[1]乔国栋,石红瑞.玻璃熔窑温度的模糊控制算法和实现.化工自动化及仪表,2004;31(3):26—28
[2]齐建玲,王江,黄国元.玻璃熔窑温度双环模糊控制系统的研究仪表与系统,2004;21(3):29—32
[3]高为炳.变结构控制理论及设计方法.北京:科学出版社,1996;234—238.
[4]李晓斌,刘丁,刘强.真空退火炉只能边结构控制方法的研究与应用.材料热处理学报,2006;27(1):124—129
微利时代邯钢组织结构管理权变浅析 篇8
一、钢铁微利时代的成因
中国钢铁工业的产能已跃居世界第一, 钢铁产业链的诸多环节问题重重, 产能过剩、集中度低、产品结构和产业布局不合理等因素, 已成为中国钢铁工业实现持续健康发展难以逾越的障碍。钢铁生产所需的原燃料, 如矿石、废钢、焦煤、能源及辅料等的价格持续攀升, 国内外市场环境复杂多变, 而有效需求明显不足, 销售及利润空间日见狭窄。钢铁业将面临高成本、强竞争、低效益甚至负增长的生存环境, 在原料高位运行和产品低价跌宕的供需矛盾双重挤压下, 我国的钢铁工业将长期处于超低盈利水平线, 钢铁产业微利时代已具雏形。钢铁企业外部经营环境态势的异化, 必将导致企业管理模式权宜应变, 组织结构和协调控制的适宜权变, 使企业能够于微利时代大潮中站稳脚跟, 挺立潮头。
二、邯钢组织结构浅析
微利时代是中国前所未有的市场危机, 全球性的经济萧条使企业的经营环境极其复杂, 值此之际, 企业管理尤显重要。纵观行业动态, 宝钢、马钢、济钢和唐钢等国内大型钢铁骨干企业, 无不审时度势, 占尽先机, 围绕外部市场变化, 调整管理战略, 或于主业开源节流、挖潜增效;或者广开思路拓展非钢产业, 或是钢与非钢并举, 无不有所创新进而调整企业的发展方向。
邯钢经历了50多年的艰辛发展, 已成为国内知名的钢铁制造企业, 在中国改革开放的市场经济大潮中, 邯钢人锐意进取, 务实创新, 度过了一次又一次的艰难困苦。励精图治的邯钢精神, 促进了邯钢组织结构不断与市场相适应的“邯钢经验”模式的形成。
目前邯钢公司共有51个机构, 机构较为庞大。河北钢铁集团组建以来, 邯钢机构得以进一步理顺, 原料采购和产品销售实施了一体化管理, 对外扩大了企业参与市场竞争的话语权。内部运作已将财务、供应、能源及物流等实行集中管理, 整体运行效能得以提升。据调研分析显示, 现行的检修资源分散和人力资源分管管理模式, 造成资源运作集中度偏低, 影响公司组织结构的纵向管理扁平化;工艺相近或相似的二级生产单位机构设置重复化;信息单元管控节点多, 影响公司组织机构的横向设置综合化。组织效能及创效潜力亟待发掘。
1. 资源运作集中程度低。
微利时代企业管理实施因时制宜的策略, 是应对市场多变的有效手段。邯钢组织机构市场应变弹性不足, 局部环节滞后僵硬。在资源利用上主要表现为检修资源的管理分散和人力资源的管理分治。
(1) 检修资源分散。据不完全统计, 参与邯钢两区在线设备日常维护检修的社会化队伍, 包括宝冶、河北亿鑫和邯钢附企等单位, 总人数达几千人, 与邯钢各二级生产单位的维检人员处于长期协作状态, 维保人员的身份、技能、素质和资源性、结构性、协作性等矛盾较为突出, 在设备运行保障、检修组织安排、备品备件管理和费用审核结算等长效管理方面存在一定疏漏, 给公司的生产稳定及地方和谐形成了不利影响, 统筹管理和统一调配值得探讨研究。
(2) 人力资源分管。人力资源分散管理的主要特点表现为两点:其一, 两区人力资源管理双轨制, 造成正式员工管理模式的制度失衡和协力人员使用方式的不一致性等问题。在岗位设计、员工配置、协力管理、薪酬体系和人才开发等人力资源基础管理层面, 反映了公司现行人力资源分管分治模式的弊端。其二, 公司人力资源一级管理控制手段相形见绌, 二级单位劳资管理部门各为其主, 各自为营, 局部或有失控现象, 如出勤不出力、班内再分班, 构成利益共同体对抗公司, 对违纪职工包庇护短。这些, 值得我们对现行管理模式的有效性和可靠性做出深刻的反思。
2. 二级机构设置重复化。
邯钢二级单位机构设置参差不齐, 局部尤显臃肿。传统的管理职能划分方式滞后老套, 并制约着组织结构扁平化的推行。不论是卓越绩效模式的实施或是精益化管理工程的推行, 机构设置都是关键的环节。生产性质相近或相似的平行机构设置同质化, 必然导致同一生产系统内的下级机构设置重复化。如邯钢东西区生产同类产品的几个厂, 东西区财务部、设备部等, 其下属科级机构的设置, 不可避免地重复重迭。纵向管理层级、独立核算单元、ERP录入窗口、物料平衡卡、人工干预度等精益化过程管理的数据生成, 影响环节点多、线长、面广, 管理信息的制度化、程序化等原则难以落实, 人为干扰等不可控因素增多, 综合管理成本和中间过程费用管控目标难以实现。其中的人事管理和运营环境的组织结构设计缺陷, 是影响公司经济效益最大化的关键。
微利时代企业管理的命题已转变为企业生存的问题, 邯钢组织结构及管理模式的权变, 是微利时代大势之所趋。
三、权变理论的变量关系
权变理论的基本依据是指管理没有固定的模式, 一切都要因地制宜, 针对不同的对象要采取不同的管理模式。在组织与环境之间以及在各分系统之间都应有一致性, 管理的主要任务是寻求其最大的一致性, 权变观念的最终目的就在于提出适宜于具体环境情况的组织设计和管理行为。
企业组织内部的结构、职能、目标、任务、层次、管理幅度、人员配备、权力协调和管理制度等问题, 一直是权变理论的组织架构设计重点。没有一种万能的管理模式, 机构的设置必须服从企业使命和战略的需要。权变理论的最基本原由是变化的环境, 企业组织变革的根本原因在于企业内外环境的变化, 权变理论中称之为权变变量 (X) 。选择新的或变革旧的组织, 必须对这些权变变量予以充分地考虑, 并依据权变变量的变化趋势和程度采用不同的组织模式, 此过程即是将管理变量 (Y) 作为应变量以虚拟函数关系进行逻辑推理确定, Y=F (X) 。见表1。
四、微利时代的权宜应变
微利时代的企业如何在残酷的竞争中得以生存及发展, 规模化、专业化、集约化、多元化、转型升级和持续自主创新能力是提及最多的。经济领域的时代转变无疑是整个社会变革的一部分, 每一次社会变革都紧紧伴随着人们深刻的思想变革, 从而影响着经济社会领域的发展方向、影响企业管理模式的选择。微利时代的企业组织结构应当是柔性多变、适应性强和动态组合的。
企业管理是一个动态的概念, 因时制宜是典型的权变管理思想。它具有发展、相对性, 能够顺应时代, 适应企业内外部环境的不断变化。随着环境条件的改变, 企业的目标、策略要跟着改变, 其中组织结构、人事、价值体系也要跟着改变。在变化莫测的市场环境中, 企业要想赢得竞争优势, 就必须积极随着时代的发展而迅速调整。
装备大型化、技术现代化的邯钢其经营管理优劣势并存。资源管理集中度偏低、二级机构设置重复化, 是制约邯钢微利时代因时制宜发展的关卡, 推行资源高度集中管理、简化二级单位机构设置, 是公司实施组织结构创新, 适应行业市场变化的需求。整合内部资源, 实施开源节流并举, 有利于公司摆脱困局, 打破微利时代的桎梏。根据6S精益管理流程再造的实质需要, 切实推行“一贯”管理机制。实行大厂事业部建制, 简化同类型二级机构, 实施“一贯”管理, 保障原料进厂检验、物料消耗、过程控制和终端产品信息的采集, 简单合理真实, 堵塞过程漏洞, 简化信息路径, 保障数据闭合, 按时关闭界面窗口, 限制信息修改权限, 充分发挥ERP技术优势, 以信息化为中心、以制度化作节制。实施“一级”管理, 优化中间环节, 减少管理层级, 成立设备检修公司, 优化人力资源管理模式, 以期在综合管理上实现质的飞跃。详见表2。
1. 检修集中成立维检公司。
实施检修集中管理, 将机械电设备维检人员、设备技术力量整合。高效整合维检技术力量, 解决维检人员分散、维检作业效率偏低、有生力量不能集中调度使用等难题。详见图1。
2. 人力资源管理扁平化。
邯钢人力资源组织结构模式创新和资源管理创效空间广阔, 两区人力资源管理的双轨制和两级人力资源管理的分管制, 与目前微利时代企业管理适应市场的需求相脱节。两区人力资源管理的协调性、两级人力资源管理的有效性多有弊端。定员与配置、薪酬与激励、协力使用与管理等方面问题日趋明显, 由此产生的东西区劳动力心理流向、员工敬业理念均受影响。完善企业管理是促进企业和员工良性互动发展的必要条件, 顺势善变, 以变应变, 以权变促进应变, 以人力管理创新保障技术进步创效的实现。微利时代产品市场出现“适销对路或营销疲软”, 而柔性的管理机制对员工的弹性权变激励, 将产生有的放矢的功效, “撤科建站, 一级管理”, 有利于企业和员工协同应对外部环境的变化。
3. 二级单位建制大厂化。
实施纵向集中一贯、横向分工协作的两级管理运作模式。以东西区机构整合为突破口, 进一步理顺和规范机构职能与设置, 简化并强化内设机构和岗位的设置标准, 推行大厂 (事业部) 、大车间建制, 拓宽部门管理幅度和岗位职责范围, 提高组织整体运作效率和岗位劳动效率。将公司现有的生产线按生产性质及工艺流程整合为几个 (事业) 部。其余部分对应整合。主要职能管理权限和业务集中在 (事业) 部, 部下设职能科室和若干分厂, 分厂下不再设职能机构, 各分厂 (生产线) 属于基层生产车间性质, 主要集中精力抓生产、带队伍。
上述方案的实施, 对进一步深化财务集中管理, 合并驻厂财务站点, 理顺二级单位编制定员, 促进现有人员合理使用、合理流动和转岗培训, 转化公司培训职能, 严格考核员工出勤率和作业率, 提高全员劳动生产率有着长远的积极的意义。
五、组织变革与环境融合并有序推进
目前, 邯钢在全面推行卓越绩效模式基础上, 以深化6S精益管理工程为抓手, 巩固各大专业模块, 强化ERP信息管理效能, 导入了组织结构优化、企业文化建设、六西格玛管理、人力资源和供应链等精益管理模块, 优化重点, 细化措施, 严抓落实, 确保推进成效。其中组织结构的优化或变革不可能特立独行, 必须同组织内部的任务、人员、技术等条件有效匹配。见图3。
企业整体变革的系统关联因素说明:
任务:组织目标即企业战略定位、发展方向、服务功能等。
人员:包括领导和员工的态度愿望、技能风格、文化信念等。
技术:企业所具备的技术装备、工艺方法、创新能力等。
结构:企业自身的组织结构如权责分工、机构设置、集权程度、协调方式等管理运作特性。
网络变结构 篇9
交流异步电机较直流电机而言,具有结构简单,输出转矩大等特点,但是,异步电机同时又是一个多变量、强耦合、非线性的高阶时变系统[1],因而很难直接通过外部信号来准确控制其电磁转矩,这样也就很难适用于控制精度要求高的工业场合。1971年德国Bladchke F提出的矢量控制理论,通过坐标变换将异步电机模型等效为一台直流电机,因而方便地对异步电机实施控制[2]。传统PID控制方法可以使伺服系统获得一定的控制精度,但系统的鲁棒性能不佳[3],近年来,滑模变结构控制方法对系统参数变化和外部干扰具有良好的鲁棒性,动态响应快,并且易于设计与实现。本文通过滑模变结构控制器的设计实现了异步电机稳定、准确、快速地调速。
2 异步电机仿真模型与滑模变结构原理
2.1 滑模变结构原理
滑模变结构控制(SMVSC)[4]是变结构控制的一种控制方法,它的控制原理是当系统状态穿越状态空间的不连续曲面(超平面、开关平面)时,反馈控制的结构就发生变化,迫使系统在一定特性下沿状态轨迹作小幅度、高频率的运动,以使系统达到期望的性能指标,并且当系统进入滑模运动时,系统参数的变化或外界扰动对滑模运动几乎没有影响,因而系统就具有良好的自适应性与鲁棒性。
2.2 异步电机模型
在定子静止两相坐标系下,异步电机的电压一电流模型的状态方程[5]描述为:
其中:α=1/(LsLr-Lm2)。
异步电机机电动力学方程为:
3 滑模变结构控制器的设计
带滑模变结构的控制,其关键在于控制器的设计,本文采用滑模变结构电流控制器,其结构如图1所示。带滑模变结构异步电机矢量控制模型如图2所示。
对于滑模变结构控制器的设计,包括两个部分:一是设计滑模面,使得滑模面s=0;二是设计滑动模态控制率,以保证滑模面以外的运动点都可以在较短的时间内重新回到滑模面上。
3.1 滑模面s的设计
其中:i*sα,i*sβ分别为给定电流。
要使系统稳定在滑模面上,有:s1=s2=0,即:
3.2 滑动模态控制率的设计
为了消除变结构控制给系统带来的抖动,必须选取合适的增益常数[5]。在本文中,为了得到恰当的增益数值,采用了指数趋近律:.s=εsgn(s)+ks来确定增益常数。通过对控制率参数ε和k的调整,使系统能够尽可能的快速到达滑模面,从而保证系统的稳定性与动态品质。
令α-β坐标轴下异步电机的给定电压满足:
由李雅普诺夫稳定性理论知识,此时令该系统的李雅普诺夫函数为:
若系统可以返回滑模面,那么李雅普诺夫函数的导数满足v.<0,即:
此时滑动模态的控制率参数满足:
4 仿真与实验
为了验证滑模变结构控制器对异步电机控制的有效性,电机仿真参数如下:UN=380V,Rs=2.068Ω,Rr=1.96Ω,Ls=Lr=0.31H,Lm=0.289H,np=2,J=0.021kg·m2,变结构控制器中控制率参数取:kα=kβ=300,εα=εβ=10。如图3所示为电机目标转速与实际转速图。电机在t=0.1s时给定目标转速为1500r/min,在t=1s时使电机反转,给定目标转速变为-1500r/min。图4为电机在正、反转,加、减负载时的线电流、线电压波形图(在t=0.5s时加入60%的额定负载,1s时反转,1.4s时突减为40%的额定负载)。
为了验证滑模变结构控制策略下异步电机矢量控制系统的性能,采用以电机专用控制芯片(TMS320LF2812)作为控制器的实验平台,在DSP集成开发环境CCS(Code Composer Studio)2.0下采用C语言与汇编语言混合编程,调试了滑模变结构控制算法。实验中,CH1为转矩Te,CH2为转子磁链ψ,CH3为转速n,CH4为转速差en,CH5为定子磁链。
电机起动实验如图5所示,电机变负载实验如图6所示。
5 结论
从仿真与实验结果可以得出以下结论。
(1)电机启动起能快速建立磁场,使电机转速很快达到给定目标转速,转速曲线基本无超调,系统稳态精度较高;相电流、相电压波形较为平稳。
(2)电机突加、减负载时,相电流有所增加或减少,但磁链幅值保持不变,转速误差很小且能很快回零,说明滑模变结构控制系统具有较强的鲁棒性和动静态性。
参考文献
[1]陈伯时,陈敏逊.交流调速系统[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2]吕昊,马明伟,聂子玲等.磁场定向不准对感应电动机系统性能影响的分析[J].电工技术学报,2005,20(8):84-88.
[3]纪志成,薛花,沈艳霞.基于matlab交流异步电机控制系统的仿真建模[J].系统仿真学报,2004,16(3):384-389.
[4]刘金锟.滑模变结构控制MATLAB仿真[M].北京:清华大学出版社,2005.
网络变结构 篇10
1 模型的建立
基本模型结合了某原料厂的工程实例, 取其中两榀钢管拱桁架结构为分析模型, 单跨跨度L=60m, 结构的矢高F=5.47m, 结构采用倒三角的截面形式, 截面宽度W=3m, 截面高度H=3.5m, 榀间距为15m, 有横向支撑。杆件规格如下表1所示, 与拱结构连接的钢柱高15m, 采用H950X400X10X18, 钢柱与地面刚接, 与桁架铰接, 钢材选用Q235钢;荷载的确定:考虑结构的自重、檩条、悬挂物等, 结构由由永久荷载控制, 不考虑风荷载, 只考虑永久荷载和可变荷载的全跨组合, 计算得到加到钢管桁架上弦每个节点的集中恒荷载为3.4kN, 集中活荷载为3.8kN。
地震取值:8度设防烈度, 0.2g, 设计分组第二组, 第Ⅱ类场地, 结构的阻尼比为0.02[2]。桁架的计算中, 在进行动力响应的分析中, 采用振型分解反应谱进行计算, 材料假定为线弹性。
2 钢管拱桁架自振特性的变参数分析
根据文献[3]影响钢管桁架拱结构稳定性的显著因子为矢跨比、高跨比、宽高比。在结构的动力分析中, 质量矩阵对结构的受力性能有重要影响, 所以两榀桁架之间的间距也是影响结构动力响应的主要参数[4]。按照以上分析, 本次研究假定四个主要参数:结构的矢跨比 (F/L) 、高跨比 (H/L) 、宽高比 (W/H) 以及榀间距 (S) 。分析单一参数变化下对此类非落地式钢管拱桁架结构自振特性的影响。4个基本参数的取值如表2所示。
通过基本模型的变榀间距、矢高、截面宽度和截面高度的方式分析结构的自振频率变化规律。图2~图5为各变参数对自振频率的影响曲线。
从上述变形曲线总结出以下观点:1) 结构的榀间距较大时, 自振频率较小;结构的榀间距较小时, 自振频率较大;且在4阶, 5阶, 榀间距的变化对自振频率影响不大。2) 结构矢高的变化对结构的自振特性影响不大。3) 桁架的截面高度越高, 自振频率越大。4) 桁架的截面宽度越宽, 自振频率越大;但在前5阶内, 截面宽度的变化对自振频率的影响不大。
通过以上分析, 可以得到以下结论:结构的榀间距、截面的高跨比和宽高比对钢管拱桁架结构的动力特性有一定的影响, 结构的矢高比对钢管拱桁架结构的动力特性影响很小。
3 钢管拱桁架在变参数下的动力响应
由前面分析可知, 榀间距、高跨比、宽高比对结构的动力特性影响显著, 再由于拱结构矢高也是一个重要参数, 因此将矢跨比、高跨比、宽高比和榀间距作为四个变参数对钢管拱桁架结构进行地震响应分析, 这四个参数的取值如表3所示。
分析模型为理想对称结构, 所以在取结构相同的一榀中的一半进行杆件轴力分析, 杆件编号如图6所示。
在此分析中, P代表水平地震产生的杆件轴力。
3.1 榀间距变化下的杆件轴力变化规律
根据上弦、下弦、腹杆在榀间距变化下得到不同的水平轴力, 总结出杆件轴力的变化规律:1) 随着榀间距的增大, 上弦杆件的最大值也越来越大;上弦杆件的轴力最大值出现在上弦杆10, 即跨中处。2) 随着榀间距的增大, 腹杆的最大值越来越小;腹杆的最大值出现在杆件4, 距离拱端1/5。3) 随着榀间距的增大, 下弦杆件的最大值越来越小;下弦杆件的轴力最大值出现在下弦杆10, 即跨中处。
3.2 高跨比变化下的杆件轴力变化规律
根据上弦、下弦、腹杆在高跨比变化下得到不同的水平轴力, 整理出图6所示的变化规律, 由此可以总结出:1) 随着高跨比的增大, 上弦杆件轴力最大值越来越小;当高跨比H/L≤1/19时, 上弦杆的轴力最大值出现在上弦杆10, 即跨中, 且在上弦杆2出现与轴力最大值相差不到10%的较大值轴力;当高跨比H/L>1/19时, 上弦杆件轴力最大值就在杆件10, 即跨中。2) 随着高跨比的增大, 腹杆轴力最大值越来越小;高跨比H/L≥1/15时, 腹杆的轴力最大值出现在腹杆2;当H/L<1/15时, 腹杆轴力最大值出现在腹杆3。3) 随着高跨比的增大, 下弦杆件轴力最大值越来越小;且下弦杆件轴力最大值始终出现在下弦杆10, 即跨中处。
3.3 宽高比变化下的杆件轴力变化规律
根据上弦、下弦、腹杆在截面宽高比变化下得到不同的水平轴力, 整理出一定的变化规律, 由此可以总结出:1) 随着宽高比的增大, 上弦杆件轴力最大值越来越小;当高跨比W/H≤1/2.5时, 上弦杆的轴力最大值出现在上弦杆2, 即离杆端1/5处;当高跨比W/H>1/2.5时, 上弦杆杆件轴力最大值就在杆件10, 即跨中。2) 宽高比W/H≤1/1.4时, 腹杆的轴力最大值出现在腹杆4;当W/H>1/1.4时, 其中W/H=1/1.3腹杆轴力最大值出现在腹杆1, 其他情况轴力最大值大都集中在杆2或杆3。3) 随着宽高比改变, 下弦杆件轴力最大值一直出现在下弦杆10, 即跨中处。且当宽高比W/H≤1/1.4, 下弦杆件轴力最大值越来越大;当W/H>1/1.4时, 下弦杆件轴力最大值越来越小。
3.4 矢跨比变化下的杆件轴力变化规律
根据上弦、下弦、腹杆在矢跨比变化下得到不同的水平轴力, 整理出一定的变化规律, 由此可以总结出:1) 随着矢跨比的改变, 上弦杆件轴力最大值一直出现在下弦杆10, 即跨中处。当矢跨比F/L≥1/12时, 随着矢跨比的增大, 上弦杆件的轴力最大值越来越小;且在F/L<1/12时, 随着矢跨比的增大, 上弦杆件的轴力最大值越来越大。2) 随着矢跨比的增加, 腹杆的最大值越来越大, 腹杆的最大值出现在杆件2, 距离拱端1/5。3) 随着矢跨比的增加, 下弦杆件的最大值越来越大, 下弦杆件的最大值出现在杆件10, 即跨中处。
3.5 取值范围分析
根据上节图表可知, 高跨比的下弦杆轴力最大值起主要控制作用, 当H/L=1/30时, 其值为Pmax=47.38kN, 所以在进行设计时在允许误差15%的范围里, 1/30× (1-15%) =1/25, 其最大值为40.1kN, 则把高跨比控制在1/25≤H/L≤1/10范围内;当Pmax≤40.1kN时, 宽高比W/H≥1/3, 所以宽高比最好控制在1/3≤W/H≤1;当Pmax≤40.1kN时, 矢跨比W/H≤1/9, 所以矢跨比最好控制在1/9以内;当Pmax≤40.1kN时, 榀间距S>9m, 所以榀间距最好控制在9m以外。
4 结论
a.影响钢管拱桁架结构自振特性的影响因素有结构的榀间距、矢跨比, 截面的高跨比、宽高比;其中影响因素较大的是截面的高跨比和宽高比。
b.钢管拱桁架在榀间距、矢跨比、高跨比和宽高比的变化下呈现一定的变化规律, 结构的高跨比对结构动力响应影响较明显, 且分析得到在进行此类结构设计时, 高跨比控制在1/25到1/10内;宽高比控制在1/3到1范围内;矢跨比控制在1/9以内;榀间距控制在9m以外, 这四个参数在此范围内是比较合理的, 分析结果为此类结构的概念性设计提供参考。
c.此钢管拱桁架结构的分析模型没有考虑柱子刚度对地震特性的影响, 该论文对这方面的研究还比较匮乏, 还需要进一步研究分析。
摘要：利用有限元分析方法对钢管拱桁架结构的抗震性能进行关键变参数的分析, 主要变参数有结构矢跨比、榀间距、截面高跨比和宽高比。分析结果表明钢管拱桁架在榀间距、矢跨比、高跨比和宽高比的变化下呈现一定的变化规律, 结构的高跨比对结构动力响应影响较明显, 且分析得到在进行此类结构设计时, 高跨比控制在1/25到1/10内;宽高比控制在1/3到1范围内;矢跨比控制在1/9以内;榀间距控制在9m以外, 这四个参数在此范围内是比较合理的。
关键词：钢管拱桁架,抗震性能,参数分析,变化规律
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