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《大连理工大学》 2000年
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结构振动智能控制的人工神经网络与模糊逻辑方法研究

阎石  
【摘要】: 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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