结构振动智能控制的人工神经网络与模糊逻辑方法研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 38次 | 上传用户:iyt1713
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本文的研究内容属于地震工程结构控制研究范畴。结构振动控制的研究包括控制装置和控制策略两部分。虽然结构振动控制的研究已经取得长足的进步,许多控制装置已经成功地应用于实际工程之中,然而关于结构振动控制策略的研究还存在许多问题。被控结构系统的非线性、时变、时滞、强耦合、分布参数以及非确定性等复杂因素的影响,给振动控制策略的研究带来很大困难。结构振动智能控制策略(方法)的研究为解决以上问题开辟了一条有效途径。 本文由三部分组成:第一篇,结构振动智能控制基本理论;第二篇,结构振动控制的人工神经网络方法研究;第三篇,结构振动控制的模糊逻辑方法研究。全文共分8章,主要研究内容如下: 第一部分由论文的前三章组成。主要提出了本文选题的背景和意义,归纳总结结构振动控制研究及发展的国内外现状;阐述了智能结构控制的特点和形成、发展的历程;并对结构振动智能控制中典型的人工神经网络和模糊逻辑方法的研究现状进行了论述;分析了存在的问题,在此基础上提出了本文的研究内容;全面介绍了多层前向BP网络和模糊逻辑控制的基本理论,研究利用多层前向BP网络和模糊逻辑进行结构振动智能控制基本方法,为结构振动智能控制的应用打下坚实的理论基础。 第二部分由论文的四、五章组成,主要研究和探讨了结构振动智能控制的人工神经网络方法。提出了利用神经网络预测结构振动反应的方法,在预测分析时引入了预测失效函数、重要性函数、权值函数等概念,从而有效解决了“时滞”问题;提出了利用神经网络控制结构振动反应的方法,并且对建筑结构混合控制进行数值仿真分析,实现了人工神经网络智能预测和控制。提出了新的可调频调谐液体柱型阻尼器(TLCD)的计算模型和算法,并对TLCD控制参数进行了系统的研究,首次实现了TLCD的人工神经网络智能控制。 第三部分由论文的六、七、八章组成,主要研究结构振动智能控制的模糊逻辑方法。本文提出一种新的快速、瞬时、自动调节隶属函数的模糊输入-输出范围的方法,首次提出了模糊范围影响系数的概念,有效提高了模糊控制的效果。提出了结构建筑结构AMD控制的模糊逻辑控制方法,通过数值仿真分析验证了所提出方法的有效性,并将分析结果与AMD瞬时最优控制 内 容摘要进行了对比。首次提出了相邻建筑结构相互振动控制的模糊逻辑和人工神经网络控制策略和分析方法,探讨和优化了控制器设置位置、阻尼影响等问题。其中,连接方式、控制器设置位置和控制准则是问题的关键,通过本文研究很好地解诀了这些问题。对全文进行了总结,在此基础上对结构振动智能控制的发展方向进行了展望。 结构振动智能控制方法的研究是一个崭新的课题,其研究成果必将全面推进结构控制技术的发展。
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