结构振动控制的模糊神经网络控制研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要升船机是大型水利枢纽工程中提升过往船舶的重要工具，与多级放水船闸相比它可以使船舶过坝的时间大大减少，具有显著的经济和社会效益。但由于它是一种高柔结构，受到地震作用时，升船结构下部简体结构的侧移刚度很大，而顶部单层厂房柱的侧移刚度很小，这种巨大的刚度突变会引起升船机顶部厂房强烈的鞭梢效应。因此，减小其鞭梢效应成为当前一个非常重要的研究课题。本课题来源于国家自然科学基金重点项目“土木工程结构振动的智能控制”(50038010)。针对升船机地震反应的鞭梢效应问题，本文采取理论分析、计算机仿真计算和

2、建立实时仿真系统进行试验等研究手段，将模糊控制理论和神经网络控制理论引入结构控制领域，应用模糊神经网络控制方法，即采用模糊控制策略来控制MR阻尼器的作用力输出，并在模糊控制过程中加入逆模式神经网络模块，逆模式神经网络能很好的模拟MR阻尼器的逆向模型，能通过结构响应和模糊主动控制力产生合适的控制电流，从而可以对MR智能阻尼器实施连续控制，较好的提高系统控制性能。本文在分析升船机结构和MR阻尼器模型的基础上，确定了基于模糊神经网络控制的智能控制系统，并进行了仿真计算；在仿真研究的基础上，建立了基于dSPACE的升船机结构振

3、动智能控制实时仿真系统，采用RCP(RapidControlPrototyping)技术来实现对升船机结构模型的实时控制。实时仿真试验结果表明：模糊神经网络控制方法不依赖于精确模型、调节简单，该方法能有效控制MR智能阻尼器，从而达到很好的控制效果；通过仿真计算与试验结果的比较，证实了数值仿真方法的正确性，同时也充分说明模糊神经网络控制方法的有效性。关键词：模糊神经网络控制，结构控制，dSPACE，实时仿真，MR阻尼器AbstractShip。liftingwhosemainfunctionistolmthecoming

4、-and-goingshipsverticallytocutshortthedamcrossingtimeisakindofimportantimplementsincomparisonwiththemultilevelship-strobe．Thestructurewillbringmprominenteconomicprofitsandsocialbenefits．However,duetothegreatpliabilityofthestructureitselLthelateralstiffnessofthec

5、ylindricstructureattheundersideofship-liftingstructureisafewhundredtimesasmuchasthatofthesinglestrammworkshoppillarattheupsideofship-liftingstimctureundertheearthquake．Thehugestiffnessmutationwillgiverisetoaviolentwhiplasheffectonthesinglestratumworkshop．Therefo

6、re，reducingwhiplasheffectisbecomingaverycriticalissueatpresent．Thissubjectstemsfrom“intellectualcontrolofstructurevibrationofcivilengineering”ofthefundkeyitemofnationalnaturalseiencB(50038010)．Accordingtothewhiplasheffectoftheship-liftingstructure，analysisintheo

7、rysimulationandexperimentalinvestigationonreal-timesimulationsystemareemployedtoCal"I_youttheresearch．Inthispaperthefuzzycontroltheoryandneuralnetworkslgorismageintroducedintostructuralcontrolfieldandfozzy-NN(neuralnetwork)controlalgorismisproposed，whichadoptedf

8、uzzycontrolalgodsmtocontrolMRdampers，andainverseneuralnetworkmodelisestablishedforMRdampersinthecontrolprocess．Itcanobtaincontinuouscontrolforthesystemandimprovetheco