文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
大跨空间网格结构风振的模糊控制研究
姓名:黄剑伟
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:周岱
20080101
大跨空间网格结构风振的模糊控制研究摘要
大跨空间网格结构风振的模糊控制研究
摘要
大跨空间网格结构对风或地震等动力作用较敏感,采用经济、
高效、可靠的手段减少风灾损失非常必要。但大跨空间网格结构模型
复杂且难以精确建模。模糊控制作为一种智能控制方法,是模糊逻辑
与控制技术相结合的产物。它不需要建立精确的模型,能较好解决大
跨空间网格结构的风振问题。
本文阐述了风荷载的基于线性滤波法的自回归(AR)模型的时域
模拟,对结构振动控制的有关方法及各自特点进行分类综述。以结构
的抗风减灾为实际背景,以大跨空间网格结构为研究对象,构建了运
用于大跨空间网格结构的简化模糊控制器的组成,运用 Mamdani 推
理方法制成插值查询表,并对典型网壳结构运用该简化模糊控制器实
现振动控制,进行数值仿真和比较分析。
本文构建了运用于大跨空间结构的基于控制规则修改的自调整
模糊控制器,提出了含有一个以及多个调整因子的控制规则的解析形
式及控制规则表,对比带不同调整因子的模糊控制系统的阶跃响应,
对含有四个调整因子的模糊控制系统进行调整因子的自寻优,并对典
型网壳结构运用该自调整模糊控制器实现振动控制,进行数值仿真,
对比分析自调整模糊控制器与未经过规则修改的模糊控制器的结构
动力响应,以及调整因子的自寻优前后结构动力响应。
基于经典遗传算法提出改进算法,通过提高编码效率、筛选初始
种群分布等有效措施提高算法收敛速度,构造可实现模糊控制器数
量和位置同步寻优的适应度函数,通过数值计算对空间网壳结构风
振抑制的简化模糊控制器进行数量寻优和位置寻优。
本文介绍了常用的模糊控制系统稳定性分析方法,重点阐述了适
用于大跨空间网格结构的语言型模糊控制系统的稳定性分析法。研究
成果可为大跨空间网格结构抗风减振及优化设计提供参考。
关键词:大跨空间网格结构,风荷载,模糊控制,控制规则,调整因
子,遗传算法,数量和位置寻优,系统稳定性
大跨空间网格结构风振的模糊控制研究摘要
The Fuzzy Control Research on Wind-induced Vibration of
Long-span Spatial Reticulated Structures
ABSTRACT
Long-span spatial reticulated structure (LSRS) is one of the
commonly used structural systems. Due to its flexibility, LSRS is very
sensitive to dynamic actions caused by both winds and seismic loads.
Therefore, it is necessary to find out an economic, efficient and reliable
method to reduce the structural wind-induced vibration. Because of its
complexity, it is difficult to set up the mechnical model of LSRS. Fuzzy
control technique which is an intellectual control strategy and the
combination of fuzzy logic and control technique, can be used to reduce
the wind-induced vibration of LSRS primely without creating a precise
structure model.
The simulation of wind-load time series, which is based on
Autoregressive (AR) model of linear filtering method, is introduced. The
simplified fuzzy controller for LSRS is constructed, and the interpolation
polling list is constit