MATLAB三层楼房振动控制仿真对比分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB构建三自由度楼房振动仿真平台，对比分析LQR最优控制与模态控制的振动抑制效果，支持无控制、最优控制和模态控制三种工况的动态仿真。

详 情 说 明

三层楼房振动最优控制与模态控制的仿真对比分析系统

项目介绍

本项目构建了一个三自由度楼房振动控制仿真平台，用于对比分析二次型最优控制（LQR）与模态控制在减振效果上的差异。系统基于多自由度系统动力学理论建立数学模型，能够模拟楼房在无控制、LQR控制和模态控制三种工况下的动态响应，并通过位移响应、频域特性等指标量化评估不同控制策略的有效性。

功能特性

• 多工况仿真：支持无控制、LQR最优控制、模态控制三种工况的仿真分析
• 参数化建模：允许用户自定义楼房质量、刚度、阻尼矩阵等系统参数
• 灵活激励：支持时程激励力向量或正弦扫描信号输入
• 全面对比：提供时域响应、频域特性、控制效果量化指标等多维度对比
• 控制效能评估：输出控制力时程曲线并分析控制能量消耗

使用方法

1. 参数设置：在相应配置区域设置系统参数（质量、刚度、阻尼矩阵）、控制参数（LQR的Q、R权重矩阵，模态选择参数）和仿真参数（采样频率、时长等）

1. 激励定义：定义外部激励信号，可选择脉冲激励、正弦扫频或自定义时程力向量

1. 运行仿真：执行主程序启动仿真计算，系统将自动完成三种控制策略的仿真分析

1. 结果分析：查看生成的时域响应对比图、频域分析结果、控制效果评估指标等输出数据

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 控制系统工具箱（用于LQR控制器设计）
• 信号处理工具箱（用于频域分析）

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，包括楼房动力学模型的建立与求解、LQR控制器的设计与实现、模态控制算法的执行、三种工况下系统响应的仿真计算、时域与频域结果的对比分析、控制效果量化指标的评估以及可视化图形的生成。该文件通过模块化设计实现了从参数输入到结果输出的完整仿真流程。