动态系统的神经网络辨识方法

本文根据人工神经网络的系统辨识理论，充分发挥神经网络的强大学习功能和记忆联想功能，建立了结构动力系统的计算机仿真模型，并对非线性动态系统和水工结构振动系统进行计算机仿真，仿真结果与实际值具有良好的一致性，这充分说明人工神经网络在结构工程领域的应用价值和深远意义。     

结构振动的自适应反馈预测控制研究

研究一种周期扰力作用下的自适应反馈预测实时控制方法，并将其应用到结构振动控制中。采用RLS算法处理在线辨识问题，根据辨识结果直接进行反馈预测控制的设计。实时控制中，辨识和控制的计算都由高速数字信号处理器完成。此种方法，对于周期扰力及拟周期扰力激起的结构振动响应都有很好的控制效果。     

低密频太阳能帆板动力学参数在轨辨识和振动控制

太阳能帆板是典型的柔性空间结构,其固有频率低且密集,阻尼很小。为了抑制其振动,建立了基于动力学参数辨识的振动控制方法。该方法利用特征系统实现算法及其扩展算法如ERA/DC或OKID辨识结构的动力学参数,然后利用最优控制理论设计控制器。根据辨识和控制的方法以及适用的情况,提出了三种在轨辨识和控制集成方案,即ERA(ERA/DC)和LQR或LQG,OKID和LQG。对一具有低密频大型柔性空间站结构的数值仿真表明,上述在轨辨识和控制集成方案具有辨识速度快,辨识精度高,控制效果好等优点,适于柔性空间结构的在轨辨识和控制。     

一种基于NARX神经网络的振动主动控制方法

针对主被动混合隔振系统中次级通道的非线性因素和时变特性,设计一种基于有源非线性自回归神经网络(Nonlinear Auto-regressive With Exogenous Inputs Neural Network,NARX-NN)的次级通道系统辨识的方法,并成功应用于振动主动控制系统中。首先,使用NARX神经网络对次级通道进行辨识得到准确的次级通道模型;其次,采用FIR滤波器重构初级通道的输出,从而获得作动器的输出信号,基于重构得到数据对辨识的网络进行在线学习,可以避免由白噪声激励在系统中带来的随机振动对控制效果的影响;最后搭建仿真模型以及实验平台,仿真结果表明,该控制算法可以克服次级通道的时变性导致的次级通道失真问题;实验结果表明,该算法对15、20 Hz的线谱分别取得30.1、40.4 dB的能量衰减效果,能够有效地实现振动主动控制。     

风洞模型-支撑系统多维振动特性辨识与试验研究

针对风洞模型-支撑系统振动特性不明导致控制有效性差的问题,首先基于风洞模型-支撑系统的结构与原理,设计了系统振动特性辨识整体方案;其次建立了系统的等效动力学模型,通过引入动刚度对系统的俯仰、偏航维度振动特性进行了理论分析;进而提出了“正弦扫频-频谱细化-频响函数”振动特性辨识方法,并依据辨识结果建立了振动状态估计模型,将其引入控制闭环形成了基于辨识的控制方法;最后开展了脉冲响应试验与锤击试验,并对比了传统方法与基于辨识的控制方法的抑振效果。试验结果表明：俯仰、偏航维度频率响应辨识结果的均方根误差分别为0.084 0 g/V、0.007 5 g/V;且基于辨识的控制方法相较于传统控制方法将俯仰、偏航维度的等效阻尼比分别提升了1.48倍、3.00倍,具有明显优势。     

简化的结构振动自适应前馈控制方法研究

发展一种基于ARX模型描述的实时自适应前馈控制系统,并将其应用到具有拟周期扰力的结构振动控 制中。采用RLS算法处理在线辨识问题,而采用LMS算法进行控制律的更新。实时控制中,辨识和控制的计算都由高 速数字信号处理器完成。此种方法,对于周期扰力以及拟周期扰力激起的结构振动响应都有很好的控制效果。     

柔性结构的模糊主动振动控制研究

针对柔性结构在不同激振信号下的振动抑制问题，研究了如何应用模糊控制理论实现柔性结构的主动控制，提出了一种基于连续模糊判决函数的模糊ＰＤ主动振动控制方法，对悬臂梁分别在瞬态、正弦及随机激振下的模糊ＰＤ主动振动控制进行了仿真研究。结果表明：模糊ＰＤ控制对上述三种激振信号的振动均有明显的抑制作用。由于模糊ＰＤ主动振动控制对结构的不依赖性，该方法对难以建模的大型柔性结构的主动振动控制具有实际意义。     

《碰撞振动与控制》评介

碰撞振动（即物体之间的反复碰撞）广泛存在于机械和结构系统之中，并且对系统的动态特性、可靠性和寿命等技术指标具有重要影响。因此，工程界迫切需要了解碰撞振动的规律，对其实施有效的控制。然而，碰撞振动属于强非线性动力学过程，并具有非光滑性或非连续性，呈现比光滑振动系统更为丰富的现象，其研究难度很大。近20年来，国内外学者发展了一系列新的非线性动力学理论、计算和实验方法来研究碰撞振动问题，从而取得了丰硕成果。金栋平、胡海岩两位教授长期从事碰撞振动及其控制研究，在该领域取得了系统性的学术成果。他们所编著的《碰撞振动与控制》（北京：科学出版社，2005）介绍了研究碰撞问题的主要方法，总结了碰撞振动研究的重要进展，尤其是作者所取得的主要学术成果。     

一类非线性振动自适应控制的神经网络方法

针对一类非线性振动系统，本文详细阐述了非线性振动自适应控制的神经网络方法。首先提出一类非线性系统的控制模型与自适应控制策略；然后介绍了神经网络控制器的模型，进而导出了基于神经网络的振动自适应控制算法，数字仿真结果表明了这种方法的有效性。     

巧妙利用振动有效控制振动——《工程非线性振动》书评

由闻邦椿院士撰写的科学著作《工程非线性振动》于2007年10月在科学出版社出版。本书主要研究工程中的非线性振动问题,内容包括:工程应用实例;非线性系统的建模与求解方法;研究非线性振动系统若干动态特性及其工程应用,特别强调在工程中如何对有用的非线性振动进行有效的利用与对有害的非线性振动进行有效的控制。本书是作者所在科研团队长期从事"工程非线性振动"教学和科研工作的总结。本书从非线性振动理论在工程技术领域得到广泛应用的实际情况出发,首先列举了工程技术领域中若干非线性振动实例,进而系统分析了非线性振动问题的主要求解…     

基于神经网络的柔性结构振动主动控制研究

提出了采用压电元件作为传感器和驱动器 ,基于神经网络技术的柔性结构主动振动控制方法。阐述了神经网络控制的基本原理 ,导出了控制算法 ,并介绍了控制系统构成 ,最后对柔性梁在正弦和伪随机信号激励下的振动进行了主动控制实验 ,实验结果验证了本文所述方法的有效性     

多桩锤同步振动系统及同步控制策略研究

随着桩径越来越大,桩长越来越长,单台振动桩锤很难达到大直径桩基施工的功率要求,多锤联动同步振动是解决这一问题的有效方法。对多锤同步振动控制的基本原理与实现方法作了分析和探讨,在此基础上设计了基于现场总线的同步控制系统,构建了一个开放的分布式控制网络。考虑振动桩锤的工作特点和机械特性,制定了速度同步与相位同步的控制策略。仿真分析和实验均表明,设计的同步控制器响应速度快,鲁棒性强,稳定性好;这种通过现场总线互连的多锤联动系统能较好地实现同步振动,速度差与相位差均能满足工程要求     

多输入多输出正弦振动试验控制系统算法研究及实现

根据多输入多输出系统的解耦补偿思想,设计了多输入多输出正弦振动试验控制系统的控制方案.应用乘法输出不确定性描述了系统模型误差,对控制算法的收敛性进行了理论分析并对其进行了仿真,检验了算法的可行性.以微型计算机为核心,基于VXI总线仪器,构建了试验控制系统.编写了测量与控制软件,实现了驱动信号发生、响应信号的采集和处理.在一悬臂梁上进行了两点正弦振动试验控制,结果表明,算法可以使控制点的响应信号快速、稳定地收敛于参考信号,验证了设计的多输人多输出正弦振动试验控制系统的有效性.     

基于神经网络混合建模的结构振动滑模控制

将神经网络和标称系统混合建模方法引入到离散滑模控制当中,得到神经网络滑模控制,然后对结构振动进行控制,振动结构为具有不确定性参数的柔性附件,并受到随机外扰作用。离散滑模控制的滑模面是以标称系统为基础,由最优二次型价值函数求解黎卡提方程确定。利用标称模型和神经网络混合建模方法来减小系统的不确定性,达到提高滑模控制在实际控制系统中的控制效果。其中利用前馈神经网络来对不确定部分进行建模。最后通过对滑模控制和神经网络滑模控制进行仿真,结果表明,本文所提出的神经网络滑模控制对具有不确定性参数和随机外扰的柔性结构系统振动的控制效果要优于滑模控制。     

斗篷山道路开挖工程爆破振动安全控制技术研究

城镇道路工程中的爆破振动一直是施工各方关心的问题,爆破振动控制技术的研究对爆破安全具有重要的意义。结合贵阳市斗篷山道路开挖具体工程实例,根据损伤理论和声波测试技术取得保护对象的爆破损伤累积系数,用以修正安全允许振速作为爆破振动控制标准;进一步分析爆区周边振动控制要点,对附近民房采用三级保护,军用信号塔采用二级保护。控制爆破后保护对象附近的振动监测结果显示:采用电子雷管网路爆破的最大振速明显小于导爆管网路爆破,并且爆后岩渣块度均小于50 cm;运用模糊评判方法分析导爆管网路爆破效果和安全控制标准的贴近度为0.350,而电子雷管网路爆破贴近度0.425更接近于安全控制标准;采用合理的爆破振动控制措施结合电子雷管爆破技术使斗篷山开挖爆破振动得到了有效的控制。     

振动最优控制问题的优化

本文提出系统振动最优控制问题的优化方法。首先给出最优线性二次控制的控制力 ,然后根据实际控制目标建立关于权值的约束条件 ,优化控制性能指标 ,以达到最优控制效果。最后 ,通过一个简单例子加以说明。     

振动系统在不可测干扰作用下的主动控制研究

基于模态控制理论,利用优化特征值配置和稳定性理论等技术,提出阻尼性振动系统在不可测外扰作用下主动控制的一种设计方法,实验结果表明,对于低频振动系统,采用该方法设计控制系统可有效地降低系统的振幅,取得满意的控制效果。     

汽轮发电机组轴系扭振冲击和共振响应的主动控制

在多级阶梯轴系扭振弹性波解析分析的基础上 ,建立了一般转子轴系扭振主动控制的理论模型 ,提出了一种适合工程应用的转子轴系扭振主动控制方法 ,并以总扭振能最小为控制目标 ,对一台 30 0 MW汽轮发电机组轴系在多种激励下的扭振响应及其主动控制特性进行了计算机模拟 ,还利用扭振模拟实验台对轴系出现共振时的扭振稳态响应及其主动减振效果进行了考核