題 目:新一代結構工程實驗室的建設
報告人：Tony T.Y. Yang, Ph.D., P.Eng.
同濟大學：教授＆國際地震工程聯合研究實驗室執行主任
加拿大英屬哥倫比亞大學：教授＆土木工程系智能結構實驗室主任
時 間：2019年12月13日（周五）14:30
地 點：橋隧研發基地一樓報告廳
摘要：目前，地震工程的知識在很大程度上是通過試驗獲得。模擬地震荷載作用于結構的最直接方法是通過振動臺試驗，傳統的振動臺采用比例—積分—微分（PID）或回路成形等線性控制器來控制所施加的地震作用。然而，線性控制器難以在有效載荷作用下實現對不同參考信號的精確性和魯棒性的跟蹤，這些問題的產生主要是由于液壓作動器動力學的非線性和結構性能的非線性。此外，使用線性控制器跟蹤高頻參考信號時會導致執行器的不穩定和飽和。本人提出了一種基于分層控制的高性能振動臺的設計方法，其中高階控制器采用滑模變控制技術，對模型非線性和試驗的不確定性進行魯棒補償。另外本人將該控制器的性能與目前最先進的基于回路成形位移的控制器進行了對比，實驗結果表明，基于滑模變結構的分層振動臺控制系統具有更好的位移、速度和加速度跟蹤性能，對建模不確定性和非線性具有較強的魯棒性。除了振動臺試驗外，混合模擬(HS)正成為振動臺試驗的一種較好的替代試驗方法。混合模擬對于開發新的結構部件和體系尤其有用，因為只需要對一小部分結構進行實驗。傳統的HS是基于位移控制的，并且已經成功完成了許多的試驗，然而，這種方法不適用于剛度較大的試件。本人提出了一種基于位移和力的分級混合控制框架并給出了高階控制器的詳細設計方法，在該框架中，高級控制器根據有限元公式生成力或位移命令，并使用低級控制器控制力或位移。
簡介：Prof. Yang擔任加拿大英屬哥倫比亞大學智能結構實驗室主任以及國際地震工程聯合研究實驗室（ILEE）執行主任。ILEE是目前最大的地震工程網絡。Prof. Yang于2001年獲得紐約布法羅大學的學士學位和碩士學位，2006年獲得加州大學伯克利分校的博士學位。他的研究重點是通過先進的分析模擬方法和實驗測試手段來提高結構的性能。他在美國開發了新一代基于性能的設計指導方針(被ATC-58研究小組應用技術委員會采用)；開發了先進的試驗測試技術，如混合仿真和振動臺的非線性控制，以評估極端荷載條件下的結構響應；為北美和南美國家開發了基于風險的模擬模型，為東南亞國家開發了全球地震模型(GEM)。Prof. Yang的研究成果已廣泛應用于國內和國際的研究和規范編寫。他被邀請到世界上100多個領先的研究機構來展示他的研究成果。Prof. Yang是加拿大地震設計常設委員會19名投票委員之一，該委員會負責制定《加拿大2020年國家建筑規范》(NBCC)中的地震設計條款。Prof. Yang亦是美國鋼結構協會TC9委員會的通訊委員，TC9委員會負責撰寫美國鋼結構的抗震設計條文。Prof. Yang是“高層建筑計劃”的倡議成員，該計劃為美國西海岸的高層建筑制定了抗震設計準則。Prof. Yang的工作得到了同事們廣泛的認可，他獲得了2014年CISC H.A.克倫茨獎和2011年中國光華基金會“光華教授”的稱號。
