桁架桥梁抗震作动器的优化布置及二次型最优控制

研究桁架桥梁结构在地震作用下以较少的作动器达到最优控震效果,提出了采用遗传算法对桁架桥梁结构抗震作动器进行优化布置的最优控震策略.通过建立桁架桥梁结构有限元模型,利用遗传算法对结构进行了优化,得到了相对最优的作动器数量和相应位置.利用传统二次型最优控制算法计算出抗震作动器的最优控制力.通过实例模拟了多种地震输入情况下桁架桥梁的动态响应.仿真结果表明:应用遗传算法对钢桁架桥梁结构中作动器进行优化配置后,结构的控震效果优于作动器随机布置方式.钢桁架桥梁结构控震效果随遗传代数增加而显著增强.     

智能结构中致动器位置和尺寸的优化研究

在研究智能结构振动主动控制致动器的位置和尺寸优化问题中,首先推导了多压电片传感方程、致动方程和结构的动能、势能表达式,并结合模态的可控性、可观性以及模态价值构建致动器位置尺寸优化准则;然后结合智能简支梁实例计算出其粘贴压电致动器的最优位置和尺寸,并通过编写APDL(ansys parameter design language)程序对粘贴有压电材料的智能简支梁结构进行瞬态动力学分析,实现对智能梁的振动控制仿真。     

改进型粒子群算法磁致伸缩作动器的跟踪控制

在低频条件下,以磁致伸缩作动器线性模型为基础,设计了PID及前馈PID控制器。针对固定参数控制器自适应能力较弱的现状,提出用粒子群（ PSO）算法对固定参数控制器进行优化。针对标准PSO算法存在早熟收敛、后期迭代易陷入局部最优的不足,进一步提出了一种可动态调整惯性权重及遗传变异的改进型粒子群（ IPSO）优化算法,并将该算法与前馈PID相结合应用于磁致伸缩作动器的位置跟踪控制。仿真结果表明：针对指令阶跃信号,相对传统PID及前馈PID控制,改进型PSO前馈PID控制具有控制精度高,位置跟踪效果好及抗干扰能力强的特点。     

可调节力机械作动器及其控制算法

主动消振是近年来船舶振动控制领域发展起来的一项新技术．一种用于船舶主动消振的新型可调节力机械作动器已经研制出来,首先介绍了这种机械作动器的工作原理和结构,然后根据主动消振理论,结合机械作动器的实际需要,提出了2种机械作动器最优相位和偏心距的计算方法——调相解析法和动态补偿自寻最优控制算法．应用这2种控制算法控制机械作动器进行船舶主动消振仿真试验的结果证明了它们的可行性和实用性．该机械作动器对船舶振动具有良好的控制效果。     

智能桁架作动器数目与位置的多目标优化

通过对含有作动器的杆件进行轴力分析,推导出智能桁架节点位移函数,运用随机权重的方法将多目标优化问题转化为单目标优化问题;在轮盘选择的基础上对遗传算法的选择算子进行改进,利用改进后的遗传算法进行求解。以12杆平面桁架为例,对作动器的数目与位置布置进行优化,结果表明只需在杆件1处布置作动器,便可以很好的控制桁架的节点位移。因此,将随机权重方法和改进遗传算法运用于智能桁架作动器数目与位置的优化中,能够取得好的优化效果和较快的收敛速度,与固定权重的方法相比,避免了人为主观性的影响。     

超磁致伸缩致动器输出滞回特性的分析与实验研究

首先通过对超磁致伸缩致动器系统结构以及输出滞回特性的分析,指出优化致动器机械结构和电气参数配置是减小滞回的关键．进而对致动器系统3个可能的滞回特性影响因素：轭铁磁导率、弹簧刚度、磁场强度变化率进行分析与实验研究,探寻使致动器滞回特性减小的有效途径．     

稀土超磁致伸缩微致动器设计与实验

作为微制造平台主动隔振系统微致动器核心部件,超磁致伸缩微致动器的工作性能将直接影响整个系统的控制精度.选择Terfenol-D作为微致动器主要材料,设计了一种新型超磁致伸缩微致动器.电磁结构设计中,采用电磁场解析计算进行初步设计,进而采用有限元法对致动器的结构和线圈参数进行进一步的分析与优化.静态特性实验结果表明,该微致动器具有较大的静态位移输出、力输出及较小的位移滞回.     

大跨空间结构动力响应模糊控制

针对大跨空间结构动力灾变主动控制问题,设计了一种超磁致伸缩作动器.介绍了主动控制系统的工作原理,并建立了受控系统的空间状态方程,采用遗传算法对大跨空间结构主动控制作动器的布置位置进行了优化设计.分析了模糊控制系统的基本结构及模糊控制器的制作原理和方法,并设计了标准模糊控制器.应用MATLAB软件对大跨空间网架结构振动进行了模糊控制分析,结果表明,超磁致伸缩作动器具有良好的作动效应,利用遗传算法有效地提高了主动控制优化设计效率,同时实现了对结构的整体优化,模糊控制能够有效地降低大跨空间结构的振动反应,是一种较好的结构振动控制方法.     

改进IOC控制算法及其在结构振动控制中的应用

在连续状态方程建立的IOC(瞬时优化控制)算法的基础上,直接根据高层建筑结构动力学方程导出了离散域的IOC算法,在性能泛函中加入加速度反馈项,并采用一El波作用下的10层剪切型建筑模型进行了模拟计算。计算结果表明,IOC控制算法对位移、速度、加速度和层间位移响应均有较好的控制;在主动作动器输入能量基本相等的情况下,改进IOC控制算法在结构高层部分的位移、速度和加速度响应及低层部分的层间位移响应控制效果优于传统IOC控制算法。     

压电悬臂梁振动的模态控制

结合有限元分析方法与模态控制来抑制悬臂梁的振动.采用有限元分析方法研究悬臂梁的动态特性,建立其动力方程.在悬臂梁振动时应力最大或次最大处的上、下表面同位配置压电片,作为抑制悬臂梁振动的致动器.基于模态控制方法,设计了模态传感器和模态致动器.采用模态速度负反馈进行反馈控制,以此计算出各个作为致动器的压电片的控制电压,以抑制悬臂梁的振动.通过算例进行数值仿真,结果表明,以此方法布置压电片和输入控制电压,能迅速抑制悬臂梁的振动,可单独或同时控制几阶模态振动.     

张拉整体结构振动最优控制的作动器优化配置简

The simulated annealing algorithm is employed to implement the actuators placement optimization for a tensegrity structure, and the effect of actuator positioning on the vibration control of the structure is analyzed. To this end, the ANSYS model of a 4-floor tensegrity structure is built, and the state space control equation of the structure through mode transform and mode truncation is deduced. Based on optimal vibration control for the tensegrity structure, the energy of the system with respect to actuator locations is chosen as the optimal criterion. Simulation results indicate that the optimization method is effective, and that the performance of vibration control of the tensegrity structure is improved dramatically when actuators are placed in the optimal position.     

SVD Approach for Actuator and Sensor Placement in Active Vibration Control of Large Cable Net Structures

The actuator and sensor placement problem for active vibration control of large cable net structures is investigated in this paper. Since the structures exhibit closely spaced modes in the range of low frequencies, the number of modes to be considered is quite large after modal truncation, while only a limited number of actuators and sensors are to be placed. This makes it hard to determine the actuator and sensor locations with the existing placement methods in the literature such as the methods based on the controllability/observability grammian. To deal with this issue, an actuator and sensor placement method based on singular value decompositions (SVD) of the input and output matrices is proposed, which guarantees the modal controllability and observability of the system. The effectiveness of the SVD based method is verified through numerical simulations in which comparisons are conducted between randomly-chosen locations and the optimal ones obtained by a genetic algorithm.     

精密机械热误差校正机理及参数遗传优化

在研究精密机械热误差校正机理基础上，提出了主动热校正控制变形误差的精度指标，并研究了减少与增加热控制源对控制精度指标的影响．研究表明主动热校正的控制精度与热控制源数目、控制源位置及控制源的幅值有关，优化的目的是获得最佳的控制源组合及幅值参数，使热误差控制精度指标最小．由于热控制源幅值必须满足一定的设计约束，针对其幅值参数确定的困难性，引入遗传优化算法，该算法具有简单实用的特点，有较强的通用性．实例研究表明，热误差校正控制机理对变形校正控制系统的设计具有指导作用，遗传优化热控制源幅值参数具有快速全局收敛的优点．     

Active vibration control of multibody system with quick startup and brake based on active damping

1 INTRODUCTIONIn micro-electronics manufacture , a lot ofequipment must move fromone position to an oth-er position,then stop and perform a task. Afterthat they will start at another position.Fromstar-tup to brake , if the vibration of system is toogreat ,the vibration range may exceedthe precisionof fixed position.In recent years , many scholars[1 10]have re-searched suppression of vibration by utilizing pie-zoelectric structure . Kaji wara et al[2]studied ac-tive control of the vibratio…     

基于D2D的C-V2V车载协作通信资源分配算法

针对基于设备到设备(device-to-device,D2D)的蜂窝网络下车载无线通信技术(cellular-vehicle to everything,CV2X)中复用蜂窝用户资源带来的能效问题,提出了一种能效优化算法.通过新的功率控制方法最大化车载用户(vehicle user,V-UE)总能效,并利用能量收集技术...     

双层球面网壳振动主动控制作动器位置优化

为了确定双层球面网壳结构振动控制的作动器最佳布设位置/数目,以主动控制的二次型性能泛函最优控制理论为基础,定义作动器布设的敏感度,提出逐步删除结构中敏感度小的作动器优化过程,并编制相应的作动器优化实现程序.算例表明,对于双层球面网壳结构,作动器布设在上、下弦杆优于腹杆,且布设在上弦优于下弦;在结构位移和作动器的控制力均满足设定的要求下,结构上弦作动器布置距离中心越远其灵敏度越大,环向布置优于径向布置,作动器最佳布设位置在结构上弦的最外圈环向杆件上.算例进一步表明,对于不同的地震动输入,作动器在最佳位置上,相应的主动控制的效果均比较明显.     

基于剪枝优化的最优波束序列快速搜索方法

为解决多波束天线典型测试波束组合数量大、遍历效率低、最优波束序列搜索代价极大的问题,通过分析多波束天线激励系数矩阵中波束与馈源阵列的映射关系,结合合成多波束的形成原理,采用最小二乘估计法构建馈源阵列的平均估计误差判定标准,并在建立典型测试波束选取的无关性、覆盖性和馈源贡献率准则的基础上,提出一种基于剪枝优化设计的最优波束序列快速搜索算法.通过仿真得出了实际条件下的最优测试波束序列.实验结果表明,优化后的搜索算法复杂度降低,搜索结果准确,效率提高显著,对在实际系统中实施高效、准确的最优波束序列快速搜索具有重要的参考价值.     

基于粒子群算法的潮流发电机布局

针对任何给定背景条件下的潮流能发电场的开发,都存在装置布局及潮流机尾流影响发电量的问题.提出一种改进的自适应罚函数粒子群新优化算法,以解决潮流发电机;布局优化及已知海域潮流能合理开发难题.先由给定海域单位发电量成本最小为目标求取该潮流电场最佳装机数,再依据设备在给定的任一时间段内总发电量与潮流机位置坐标的关系求出各潮流机最优布局方案,论证了最优布局方案能减小尾流影响、可明显提高潮流能利用效率.详细推导了算法模型、布局优化策略.结果表明：新优化算法理论分析及推理正确;可行解搜索及相同台数潮流能发电机布局均达到了较好的效果;潮流机在各种入流速度下的发电量比传统算法布局方案有明显提高.     

Optimization of actuator/sensor position of multi-body system with quick startup and brake

A new method was put forward to optimize the position of actuator/sensor of multi-body system with quick startup and brake. Dynamical equation was established for the system with intelligent structure of piezoelectric actuators. According to the property of the modes varying with time, the performance index function was developed based on the optimal configuration principle of energy maximal dissipation, and the relevant optimal model was obtained. According to its characteristic, a float-encoding genetic algorithm, which is efficient, simple and excellent for solving the global-optimal solution of this problem, was adopted. Taking the plane manipulator as an example, the result of numerical calculation shows that, after the actuator/sensor position being optimized, the vibration amplitude of the multi-body system is reduced by 35% compared with that without optimization.