报告题目：结构显式随机最优控制及控制器布局拓扑优化

报告人：苏成教授，华南理工大学土木与交通学院

报告时间：2025年6月27日 15:00-16:00

报告地点：工业装备实验室（A字楼）101

邀请人：杨迪雄 教授

摘要：结构随机最优控制是结构主动控制的一个重要分支。经典随机最优控制（Classical stochastic optimal control, CSOC）方法需要引入高斯白噪声激励假定，不适用于一般随机激励下结构的随机最优控制。该控制方法还需要对Riccati方程进行数值求解，无法得到控制律关于控制器参数的显式表达，因而难以得到控制器参数的灵敏度信息，为其优化设计带来了困难。本研究致力于在随机振动时域显式法（Explicit time-domain method, ETDM）的基础上，发展一类考虑一般随机激励的结构显式最优控制（Explicit optimal control, EOC）及控制器布局优化方法。在控制算法的设计方面，通过引入任意激励下的动力响应时域显式列式，将以运动微分方程为约束条件的结构最优控制问题转化为无约束优化问题，避免求解Riccati方程，可以获得关于控制器位置参数的显式控制增益。在控制器的布局优化方面，利用时域显式法获得受控结构控制力及关键响应的统计矩及其关于控制器位置参数的灵敏度，结合过程跨越理论进一步得到受控结构动力可靠度及其灵敏度信息，最后采用基结构拓扑优化方法获得以结构失效概率最小化为目标的控制器最优布局。在以上工作基础上，考虑时滞对随机最优控制的影响，建立时滞显式最优控制律，实现考虑时滞补偿的结构随机最优控制。通过数值算例说明上述方法的可行性，利用控制器位置参数及控制力的迭代过程清晰呈现控制器的布局优化路径，并考察时滞问题对结构控制效果的影响。

报告人简介：苏成教授，工学博士，博士生导师，政府特殊津贴专家。2008年-2017年任华南理工大学土木与交通学院院长，2014年-2023年任华南理工大学校长助理。现任广州城市理工学院校长、华南理工大学风工程广东高校重点实验室主任。兼任国际计算力学学会理事、中国振动工程学会第十届理事会常务理事、第九届随机振动专业委员会副主任委员、第七届结构动力学专业委员会副主任委员、中国土木工程学会桥梁及结构工程分会第十一届理事会理事、中国力学学会第九届计算力学专业委员会委员、第三届全国工程管理专业学位研究生教育指导委员会委员等。担任Journal of Sound and Vibration (Elsevier)、《建筑结构学报》和《应用数学和力学》等期刊编委。主要从事结构随机振动、结构健康监测和计算力学等方面的研究，主持科研项目100余项，发表论文270余篇，获得中国土木工程詹天佑奖1项、省部级科学技术奖9项、英国土木工程师协会Frederick Palmer奖。获得高等教育（本科）国家级教学成果奖二等奖1项、广东省教育教学成果奖（高等教育）一等奖1项，获评广东省南粤优秀教师。