基于遗传算法的智能桁架结构模糊控制研究

摘要

本文以智能桁架系统为研究对象，建立了智能桁架结构的动力学方程和基于模态截断的模态方程，并应用ANSYS 软件对系统进行模态分析，求解了其前几阶频率，并根据每阶频率求出了智能桁架结构模态控制方程。此模态方程即可作为在振动控制仿真阶段整个桁架结构的被控对象。
　　 在智能桁架结构上施加激励荷载，结构会产生的自由振动，在自身阻尼的作 用下这种自由振动也会自动衰减，但是振动位移较大、衰减速度较慢，对结构有破坏作用。模糊控制是一种不依赖于精确数学模型的控制，在结构振动控制领域得到了广泛应用。本文为了减小破坏作用，增加振动衰减速度，为智能桁架结构设计了模糊控制器，并举例验证了此模糊控制器的合理控制效果。
　　 模糊控制器设计的关键部分是模糊规则，模糊规则的好坏决定了模糊控制系统的控制效果。而一般模糊控制规则是通过专家经验获得的，存在很大主观性的缺点，这不能保证规则最优。遗传算法较强的全局优化能力非常适合于模糊控制器的寻优的过程，本文改进了遗传算法，提出了一种利用它优化了模糊器中的模糊控制规则的方法，并详细介绍了遗传算法优化模糊控制规则的具体过程，即编码方式的选择，模糊规则的编码，隶属函数的设计，适应度函数的选取。最后利用模糊逻辑工具箱(Fuzzy Toolbox)以及Matlab/Simulink 建立了83 杆智能桁架结构的三个仿真模型，即自由振动下仿真模型，模糊控制器作用下的仿真模型，基于遗传算法优化的模糊控制作用下的仿真模型。通过对比自由振动和模糊控制器作用下的智能桁架仿真结果验证了模糊控制器的合理性，通过对比模糊规则优化前后的智能桁架仿真结果，验证了遗传算法优化模糊规则的有效性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

第2章智能桁架结构的数学模型

第3章模糊控制器设计

第4章遗传算法优化模糊控制器的实现

第5章基于GA的智能桁架结构模糊控制系统仿真

结论与展望

参考文献

致谢

作者简介

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