基于遺傳算法的智能桁架結(jié)構(gòu)模糊控制研究.pdf

1、本文以智能桁架系統(tǒng)為研究對(duì)象，建立了智能桁架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程和基于模態(tài)截?cái)嗟哪B(tài)方程，并應(yīng)用ANSYS 軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，求解了其前幾階頻率，并根據(jù)每階頻率求出了智能桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)控制方程。此模態(tài)方程即可作為在振動(dòng)控制仿真階段整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)的被控對(duì)象。
　　 在智能桁架結(jié)構(gòu)上施加激勵(lì)荷載，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生的自由振動(dòng)，在自身阻尼的作 用下這種自由振動(dòng)也會(huì)自動(dòng)衰減，但是振動(dòng)位移較大、衰減速度較慢，對(duì)結(jié)構(gòu)有破壞作用。模糊控制是一種不依賴于

2、精確數(shù)學(xué)模型的控制，在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文為了減小破壞作用，增加振動(dòng)衰減速度，為智能桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了模糊控制器，并舉例驗(yàn)證了此模糊控制器的合理控制效果。
　　 模糊控制器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分是模糊規(guī)則，模糊規(guī)則的好壞決定了模糊控制系統(tǒng)的控制效果。而一般模糊控制規(guī)則是通過(guò)專家經(jīng)驗(yàn)獲得的，存在很大主觀性的缺點(diǎn)，這不能保證規(guī)則最優(yōu)。遺傳算法較強(qiáng)的全局優(yōu)化能力非常適合于模糊控制器的尋優(yōu)的過(guò)程，本文改進(jìn)了遺傳算法，提出了一種利用它

3、優(yōu)化了模糊器中的模糊控制規(guī)則的方法，并詳細(xì)介紹了遺傳算法優(yōu)化模糊控制規(guī)則的具體過(guò)程，即編碼方式的選擇，模糊規(guī)則的編碼，隸屬函數(shù)的設(shè)計(jì)，適應(yīng)度函數(shù)的選取。最后利用模糊邏輯工具箱(Fuzzy Toolbox)以及Matlab/Simulink 建立了83 桿智能桁架結(jié)構(gòu)的三個(gè)仿真模型，即自由振動(dòng)下仿真模型，模糊控制器作用下的仿真模型，基于遺傳算法優(yōu)化的模糊控制作用下的仿真模型。通過(guò)對(duì)比自由振動(dòng)和模糊控制器作用下的智能桁架仿真結(jié)果驗(yàn)證了模糊控