基于自适应模糊控制算法的公路桥梁MR 半主动控制

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1、基于自适应模糊控制算法的公路桥梁MR半主动控制1211,2宁响亮谭平叶茂周福霖（1.哈尔滨工业大学深圳研究生院，广东深圳518055；2.广东省地震工程与应用技术重点实验室，广东广州510405）摘要：为了有效处理振动控制中结构的非线性和外界荷载的不确定性，提出了基于自适应模糊控制算法（AFLC）的MR半主动控制算法。AFLC通过在线调节规则后件隶属度函数，以自适应模糊控制系统逼近等价控制律。通过引进Lyapunov稳定性理论设计了相应的自适应率。在此基础上结合限幅最优控制算法（clippedoptimal）设计了适合MR阻尼器的半主动控制算法（AFLC/clip

2、pedoptimal）。针对最近提出的公路桥梁控制的Benchmark问题进行仿真分析，结果表明：在不同场地类型和幅值的地震作用下，基于AFLC算法的主动和半主动控制策略都能够有效的抑制结构的地震响应，且MR半主动控制策略的控制效果与主动控制相近，表明了这种半主动控制策略具有很高的工程应用价值。关键词：自适应模糊控制，Lyapunov稳定性理论，半主动控制，隶属度函数中图分类号：TU311.3,P315.966文献标志码：AMRSEMI-ACTIVECONTROLFORHIGHWAYBRIDGEBASEDONADAPTIVEFUZZYLOGICCONTROLALG

3、ORITHM1211,2NingXiang-liangTanPingYeMaoZhouFu-lin（1.HarbinInstituteofTechnologyShenzhenGraduateSchool,Shenzhen518055,China;2.GuangdongKeyLaboratoryofEarthquakeEngineering&AppliedTechnique,Guangzhou510405,China）Abstract：Semi-activecontrolalgorithmforMRdamperbasedonadaptivefuzzycontrol(

4、AFLC)isproposedinthispaperfordealingwithnonlinearityanduncertaintyofstructureandexternalloadings.Equivalentcontrollawisapproximatedbytheadaptivefuzzycontrolsystembyadjustingthemembershipfunctionsofconclusionpartinrulesonline.Lyapunovstabilitytheoremisemployedtodesigntheadaptivelaw.AFL

5、CisintegratedwithclippedoptimalcontrolalgorithmforMRdamper.Benchmarkcontrolproblemforaseismicallyexcitedhighwaybridgedevelopedrecentlyissimulated,resultsshowthatactiveandsemi-activecontrolstrategybasedonAFLCreduceresponsequantitiesofstructureeffectivelywhensufferedtoseismicloadingswit

6、hdifferentsoiltypeanddifferentamplitude,semi-activeachievealmostthesamecontrolperformanceofactivecontrol,thissuperioritypromisesaveryhighvalueinpopularizationandapplicationofMRsemi-activecontrolstrategy.Keywords：adaptivefuzzycontrol,Lyapunovstabilitytheorem,semi-activecontrol,membersh

7、ipfunction近年来以MR为代表的智能控制装置因出力得进一步研究的方向。文献[3,5,7]将自适应理论与大，响应迅速，外部能源耗用较小，且具有Fail-Safe模糊控制理论结合起来，使得模糊控制器具有在[1-5]的优点而引起国内外学者的广泛关注。控制算线自调节与自适应的功能，模糊控制器的初始规法在很大程度上决定MR半主动控制策略的效果。则只需粗略的确定就能达到较好的控制效果。因结构处于非线性状态时，基于精确计算模型的传此，针对结构非线性和外荷载不确定的控制问题，统线性最优控制算法在理论上难以实现此类控制此类控制算法具有很大优势。问题。模糊控制以模糊集理论为基

8、础，以模糊