結構主動控制－－最佳直接多步幅位移回饋控制之研究

龐大的自由度乃土木結構特色之一，若就經濟、資料處理與線上計算等方面考慮，量測結構之所有狀態是不可能也不切實際的。因此，輸出量測回饋遂成為結構主動控制發展過程中有待解決的實際問題之一，而直接輸出回饋即為其解決方案之一。從過去的研究中發現，直接速度回饋控制可提昇結構之阻尼性質；另一方面，直接位移回饋控制則僅能改變結構之振頻，而其控制效果則端視外在擾動之頻率分佈，故無法掌握其控制效益，因此直接位移回饋控制被視為不可行的。土木結構之基本自然振頻皆屬低頻，位移反應較速度及加速度反應可靠，且位移訊號較不易受到雜訊之干擾，隨著科技之發達，結構之位移可直接測得而無需任何參考支架。在本文中，結構主動控制系統首先以離散時間域描述之，同時利用目前時間步幅及先前時間步幅之結構位移作為回饋資料，並令某一個二次效能指數為最小，進而推導最佳多步幅位移回饋控制律，此控制律之效益經數值驗證後，相當接近狀態回饋之控制效益，但此控制律已成功解除感應計種類之限制。簡單之線上計算與為數甚少之感應計即能使此控制律有利於結構主動控制之施行。