拉索振動(dòng)的MR阻尼器半主動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制應(yīng)用研究.pdf

1、拉索是斜拉橋的主要構(gòu)件，具有單位質(zhì)量小、阻尼較低、柔性較大的特點(diǎn)，其在各種外部荷載的作用下極易發(fā)生大幅振動(dòng)，危害橋梁的使用壽命和安全。拉索的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制特別是半主動(dòng)控制能夠充分地結(jié)合主動(dòng)控制和被動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，有效的控制拉索的振動(dòng)，降低由拉索振動(dòng)帶來(lái)的橋梁破壞。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID是一種智能PID技術(shù)，結(jié)合了常規(guī)PID和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了智能算法和常規(guī)算法本質(zhì)的結(jié)合，既發(fā)揮了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力及解決非線性系統(tǒng)問(wèn)題的能力，又發(fā)揮

2、了PID控制算法簡(jiǎn)單、控制效果好的優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)拓了拉索振動(dòng)半主動(dòng)控制算法新的思路。
　　 本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID引入到拉索——阻尼器系統(tǒng)的控制中，設(shè)計(jì)了基于S-function的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，并對(duì)其算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證分析。
　　 本文首先對(duì)拉索——阻尼器所組成的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，建立了其振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程并進(jìn)行了求解，選取了合適的隨機(jī)信號(hào)作為隨機(jī)荷載的輸入，并對(duì)無(wú)控狀態(tài)時(shí)拉索振動(dòng)的響應(yīng)做了仿真分析；其次根據(jù)阻尼器的

3、力學(xué)模型建立了磁流變阻尼器的Simulink模型，對(duì)阻尼器本身的電壓及其出力做了仿真分析，同時(shí)，設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，對(duì)其進(jìn)行了封裝，使其成為了適合一般仿真的模塊；最后將阻尼器模型和所設(shè)計(jì)的控制算法模型加在拉索模型上，搭建了系統(tǒng)的總仿真圖，對(duì)其控制效果進(jìn)行了分析并與無(wú)控時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了比較，結(jié)果表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID能夠充分發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理非線性問(wèn)題的能力和PID控制效果理想的優(yōu)勢(shì)，迅速的減小拉索的振動(dòng)反應(yīng)，減振效果明顯。結(jié)果證明神