基于智能理論斜拉橋EMD系統(tǒng)主動控制研究.pdf

1、本文以國際橋梁界地震激勵振動控制的EmersonMemorial斜拉橋Benchmark模型為研究對象，嘗試以電磁驅(qū)動主動質(zhì)量阻尼器(Electromagnet-drivedactivemassdamper，簡稱EMD)作為主動控制裝置，運用模糊邏輯推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等多種智能理論，建立EMD主動控制系統(tǒng)的智能模型;優(yōu)化EMD主動控制裝置的系統(tǒng)參數(shù);對斜拉橋結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型動力特性進行非參數(shù)辨識;設計若干控制指標，比

2、較地震荷載作用下基于智能理論的斜拉橋結(jié)構(gòu)振動控制效果;以及對EMD系統(tǒng)線圈輸入電壓的在線控制進行了研究。 主要研究成果如下： 1)利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡理論的非線性處理能力，以試驗數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡訓練及驗證數(shù)據(jù)，對電磁驅(qū)動AMD振動控制系統(tǒng)建模，建立更為寬泛的條件下系統(tǒng)輸入輸出變量之間的關系，從而有效改善現(xiàn)有力電關系模型的計算效果。 2)利用遺傳算法理論的非線性尋優(yōu)能力，針對電磁驅(qū)動主動質(zhì)量阻尼器的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化問題，以控制

3、效果一定時作動器作功最小為目標函數(shù)，找出斜拉橋EMD控制系統(tǒng)在地震荷載作用下的最優(yōu)控制器參數(shù)。 3)利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論的自學習、非線性逼近能力，建立橋梁結(jié)構(gòu)非參數(shù)系統(tǒng)辨識模型，可以辨識橋梁結(jié)構(gòu)的非線性特性，真實反映橋梁結(jié)構(gòu)在無控及有控條件下的動力特性，通過對EmersonMemorial斜拉橋仿真實例驗證了該方法的有效性。 4)建立斜拉橋EMD系統(tǒng)的力電計算模型，根據(jù)大跨橋梁抗震設計特點，提出基于遺傳-BP神經(jīng)網(wǎng)絡的斜

4、拉橋EMD系統(tǒng)輸入電壓的在線控制方法，由傳感器采集到的結(jié)構(gòu)狀態(tài)信號和外界地震激勵信號瞬時做出系統(tǒng)輸入電壓選擇，解決傳統(tǒng)振動控制計算量繁重、運行慢導致時滯等問題，實現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)在線較為精確的振動控制。 5)利用模糊邏輯推理理論易于形成專家知識和經(jīng)驗，有較強魯棒性，簡單實用的特性，對斜拉橋EMD系統(tǒng)實施智能主動控制，使得橋梁結(jié)構(gòu)能夠在每一時刻根據(jù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)和所受外荷載情況選擇最優(yōu)主動控制力，并通過EMD控制裝置施加到結(jié)構(gòu)中，達到減小結(jié)