随着计算机技术和控制理论的飞速发展,建筑结构控制作为建筑结构设计的一个重要研究方向吸引着众多的研究人员。建筑结构控制是在自动控制理论的基础上发展起来的,但是无论是理论分析,还是工程实现,其难度远远超过了其他领域的控制问题。近年来,建筑结构与控制系统并行设计又成为了一个新的研究热点,一些国外专家相继尝试提出了一序列的并行算法。本文就是在这些并行算法的基础上进行的建筑结构与控制系统并行设计的凸化算法研究。 首先,在现有的建筑结构设计理论和控制理论的基础上,研究了建筑结构设计与控制系统设计的对立统一关系。其次,对经典的集中质量力学模型进行结构与控制系统设计的集成,并基于线性矩阵不等式工具提出了一种解决在随机激励下,以结构响应上限为约束,以建筑系统的结构参数为优化变量,以控制输入能量最小化为优化目标的结构与控制系统并行设计问题的凸化算法,该算法在以下两个方面突破了现有算法的局限性:(1)将质量矩阵纳入优化变量,拓宽了优化范围;(2)采用凸化势能函数处理将控制引入结构设计导致的非凸约束,大大降低了算法复杂度。然后,用一个典型的建筑模型演示了优化算法的实现过程,灵敏度和稳定性分析结果显示算法是Lyapumov稳定的。最后对优化前后的建筑结构系统进行时域仿真,仿真结果检验了算法的可行性和有效性。