采用磁流变阻尼器的结构振动半主动智能控制

摘要

磁流变阻尼器是近年来提出的一种半主动控制装置,它仅需少量的能源输入来维持控制系统工作,为结构振动控制提供了一种很好的控制装置.本文研究基于磁流变阻尼器的结构振动半主动智能控制新技术,以达到有效控制结构振动的目的.描述磁流变阻尼器动力学性能的模型比较多,本文选用Bouc-Wen模型来研究,建立了用一个磁流变阻尼器为作动器的三层框架振动系统的控制模型.利用Passive-Off、Passive-On、LQR三种控制方法首先对模型在El Centro波激励下的响应进行了仿真计算.然后重点研究了半主动智能控制方法,根据模糊控制和神经网络控制理论,分别设计了半主动模糊控制器和半主动神经网络控制器,利用MATLAB模糊控制和神经网络控制工具箱编写了两种控制器的程序,对振动结构系统在El Centro、Taft、Kobe三种波激励下,进行了结构振动的响应分析,仿真显示这两种智能控制方法很好地解决了非线性振动系统的控制问题.最后运用模糊PID控制方法和神经网络PID控制方法对振动模型进行了控制,仿真显示这两种PID控制方法都取得了较好的控制效果.

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第一章绪论

1.1引言

1.2结构振动半主动控制技术

1.2.1磁流变阻尼器

1.2.2半主动控制算法

1.3结构振动智能控制

1.3.1结构振动模糊控制

1.3.2结构振动神经网络控制

1.4本文研究目的及主要内容

第二章半主动振动系统及LQR控制

2.1引言

2.2磁流变阻尼器的工作模式及其应用

2.3磁流变阻尼器力学模型及性能仿真

2.3.1磁流变阻尼器力学模型

2.3.2磁流变阻尼器模型数值仿真

2.4振动模型和半主动控制

2.4.1系统模型

2.4.2系统模型的数值仿真

2.4.3 LQR半主动控制算法

2.4.4控制效果比较

2.5小结

第三章结构振动的半主动模糊控制

3.1引言

3.2模糊控制原理

3.2.1模糊控制的特点

3.2.2模糊控制系统的组成

3.2.3半主动模糊控制器设计

3.2.4结构振动半主动模糊控制仿真

3.3模糊自适应整定PID控制

3.3.1模糊自适应整定PID原理

3.3.2结构振动模糊PID控制仿真

3.4小结

第四章结构振动的半主动神经网络控制

4.1 引言

4.2神经网络控制

4.2.1神经网络的特点

4.2.2 BP网络模型及学习算法

4.2.3基于神经网络的振动模型识别

4.3神经网络自适应控制

4.3.1半主动神经网络自适应控制器设计

4.3.2结构振动的神经网络自适应控制仿真

4.4神经网络PID控制

4.4.1基于BP神经网络的PID整定原理

4.4.2结构振动的神经网络PID控制仿真

4.5小结

第五章结论

参考文献

致谢

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