《模糊振动主动控制总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模糊振动主动控制总结（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模糊控制方法在结构振动控制中的应用摘要：随着现在科技的发展，人们对于产品的舒适性、安全性及可靠性要求 越来越高，振动问题作为重要的影响因素之一受到了人们的重视。振动控制及振 动引起的辐射噪声控制在多个领域受到越来越多的学者和工程技术人员的关注 和研究1。结构振动控制是多学科交叉的新技术领域，结构振动控制可以有效 地减轻结构动力作用下的反应和损伤、有效地提高结构的抗振能力和抗灾性能， 是抗振减灾积极有效的对策。控制方法是振动主动控制的一项重要研究内容。传统的结构振动控制算法通 常要求建立精确的结构振动模型，而有些工程结构的精确模型很难得到，且系统 中存在很多不确定因素。模糊控制是以模糊集合论、模
2、糊语言变量及模糊逻辑推 理为基础的一种控制理论，不依赖于精确计算模型，属于智能控制的范畴，由于 独特的优点，目前己经成为实现智能控制的一种重要又有效的方法。本文中主要介绍目前模糊控制和结构振动控制的发展现状及模糊控制的基 本理论优势，结合半主动控制将模糊控制理论引入结构振动控制领域，对一个简 单结构应用模糊控制方法的算例。证明了模糊控制算法应用于振动控制的有效性 和可行性。结果证明本文研究的模糊控制有着良好的控制性能。这种基于模糊控 制的振动控制方法具有广泛的应用前景关键字： 振动控制 模糊控制方法 主动控制1. 绪论1.1 引言结构振动控制理论和工程应用技术是最近几十年才发展起来的新型学科，
3、是 综合控制论、计算机科学、结构振动理论与新材料科学等前沿学科的工程设计新 技术。目前结构主动控制中常用的控制方法有最优控制算法、模态控制算法、鲁 棒控制算法和智能控制算法。其中智能算法采用了诸如模糊控制、神经网络控制 和遗传算法等智能方法。模糊控制主要是通过状态输出和控制输入的模糊逻辑关 系即模糊控制规则来实现系统的调节或控制。由于模糊控制不依赖于精确计算模 型，而且模糊控制规则调节简单，因此得到了广泛的认可和应用。1.2 模糊控制的基本概念模糊控制是通过模拟人脑的模糊思维方法，从而实现对被控系统的控制。模 糊控制是以模糊数学为基础理论建设起来的，而且有一整套的传统控制不同的理 论和设计分析
4、方法。模糊自动控制是以模糊集合化、模糊语言变量以及模糊推理 为基础的一门计算数字控制，是一种非线性控制，属于智能控制范围，已成为实 现智能控制的一种重要而有效的形式。 2模糊控制的基本思想就是把人类专家 对特定的被控对象的控制策略归纳、总结成一系列以“IF. THEN”形式表示 的模糊控制规则，通过模糊逻辑推理得到控制作用集，作用于被控对象。控制作 用集为一组条件语句，状态语句和控制作用均为一组被量化了的模糊语言集。通 过搜索量化了的模糊语言集得到响应的输出。而由工业过程的要求和定性认识出 发，模糊控制比较容易建立其语言控制规则，因此对那些数学模型难以获取、动 态特性不易掌握或变化非常显著的控
5、制对象非常适用。研究不依赖于精确计算模 型、调节简单的模糊控制技术是结构振动控制发展的一个热点问题.模糊控制实际上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。模糊控制获得 巨大成功的主要原因在于它具有如下一些突出特点 2（神经网络及模糊控制在 振动主动控制中的应用）：a 模糊控制是一种基于规则的控制，它直接采用语言型控制规则，其依据是 现场操作人员的控制经验或相关专家的知识，在设计中不需要建立被控对象的精 确数学模型，因而使得控制机理和策略易于接受和理解，设计简单便于应用。b.由工业过程的定性认识出发，比较容易建立语言控制规则，因而模糊控 制对那些数学模型难以获取，动态性能不易掌握或变化异常显著的
6、对象非常适用C. 基于模型的控制算法及系统设计方法，由于出发点和性能指标的不同， 容易导致较大差异；但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性，利用这些控 制规则间的模糊连接，容易找到折中的选择，使控制效果优于常规控制器。D. 模糊控制是基于启发性知识及语言决策规则设计的，这有利于模拟人工 控制的过程和方法，增强控制系统的适应能力，使之具有一定的智能水平。e 模糊控制系统的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减 弱，尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。虽然模糊控制具有很多优点,但由于模糊控制是一项发展中的技术,至今还没 有系统、完善的分析技术。问题的焦点集中在模糊隶属度的选取和控
7、制系统的稳 定性证明上。模糊变量隶属度的选取往往是根据专家经验并经过多次试算得到 , 这往往引起部分人的怀疑在控制系统中,系统的稳定性是十分重要的。目前,对模 糊系统稳定性的讨论很难给出一种统一的分析方法。这主要是由于模糊控制不需 要建立系统的数学模型,并且考虑的影响范围又比较大、因素比较多因素导致的。 大跨空间结构振动模糊控制理论和应用方法研究1.3 模糊控制的基本步骤模糊控制算法的控制简图如图所示：图 1-1 模糊控制系统结构图模糊控制系统的核心部分为模糊控制器，模糊控制器的控制律由计算机的程 序实现。实现模糊控制的过程基本描述如下: 微机经中断从被控对象上采样获取 控制量的精确值，然后将
8、此量与设定好的给定值进行比较得到误差信号E, 一般 选误差信号E作为模糊控制器的一个输入量。然后把误差信号E的精确量进行 模糊化处理使其变成模糊量。误差信号 E 的模糊量可以用相应的模糊语言表示， 得到由误差E的模糊语言集合的一个子集e,再由e和模糊关系R根据推理的 合成规则进行模糊决策和判断，得到该被控对象模糊控制量U,即：U 二 e R 这时控制器的输出仍为一个模糊矢量，为了对被控对象施加精确的控制，还需要 将得到的模糊量U转化为精确量。这一步骤在图3称非模糊化处理。得到精确 的数字量之后，经数模转换为精确的模拟量送给执行机构。对被控对象进行下一 步控制。中断等待第二次采样进行第二步控制。这样依次循环下去，就实现了模 糊控制对被控对象的模糊控制。
