动力机械隔振系统的神经网络半主动控制研究
车辆半主动悬架神经网络控制研究
ｓｏ ｅ ｔ ｒｔ ａ ａ ｓｖ ｕ ｐ ｎ ｉｎ ａ ｄ ａｓ ｈ ｏ ｓｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｅ ｆ ｃ ｉｅ ｅ ｓ ｏ ｓｎ ｅ ｒ ｌｎ ｔ ｒ ｄ ｐ ｉ ｅｃ ｎ ｒ ｌｉ ｏ — ｉ ｎ ｉ ｂ ｔｅ ｈ ｎ ｐ ｓ ｉ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｎ ｌｏ ｔ ｅ ｐ ｓ ｉ ｉｔ ｎ ｆｅ ｔ ｎ ｓ ｆｕ ｉｇ ｎ ｕ ａ ｅ ｗｏ ｋ ａ ａ ｔ ｏ ｔ ｏ ｎ ｃ ｎ ｓ ｉ ｖ ｖ
１ 研 究 意 义
悬 架 是 车 辆 的 重 要 组 成 部 分 ， 车 架 与车 桥 之 问 一 切 是
动 悬 架 最 大 的 优 点 是 １ 作 过 程 中 几 乎 不 消 耗 发 动 机 的 功 一
率 ． 构 简 单 、 价 较 低 ， 此 受 到 广 泛 重 视 。 在 此 我 们 主 结 造 因 要讨 论半 主动悬 架 。
多年 来半 主动悬 架 的研 究 主要 侧 重于 可 变 阻 尼器 的
研 究 上 。 南 于 空 气 弹 簧 有 着 比机 械 弹 簧 更 多 的 优 势 ， 们 人
将 空气 弹簧 代替 车辆 悬 架 中 的钢 板 弹簧 ， 计 出空 气 悬 设
架 。 南 于 空 气 弹 簧 构 成 的 悬 架 系 统 本 质 的 非 线 性 只 有 通 过 非 线 性 的 神 经 网 络 控 制 ， 能 真 正 反 映 控 制 对 象 的 特 才 征 ， 现对 悬架进 行 有 效 的控 制 。因此 ， 索 神经 网络 白 实 探 适 应 控 制 策 略 应 ＿ 变 刚 度 半 主 动 悬 架 的 控 制 具 有 重 要 ｝ Ｈ于
Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｌｃ ｔｏ ｏｆＮｅｕ ａ ｔ ｒ ｌＮｅ ｗｏｒ ｏｒＣｏｎ ｒ ｈｉ ｌ ｍ ｉａ ｔｖ ｓ ｅ ｉ ｋｆ ｔ ｏｌｏｆＶｅ ｃｅ Ｓｅ － ｃ ｉ ｅ Ｓｕ ｐ ｎｓｏｎ
基于RBF神经网络的半主动悬架滑模控制
基于RBF神经网络的半主动悬架滑模控制半主动悬架滑模控制是一种有效的方式来改善汽车悬架系统的性能。
而基于RBF神经网络的悬架滑模控制是一种新型的控制方法。
本文将会探讨基于RBF神经网络的半主动悬架滑模控制方法。
首先，什么是半主动悬架滑模控制呢？在汽车悬架系统中，常见的控制方法有主动悬架和被动悬架。
主动悬架是指通过操纵悬架系统的空气压力和电调压力等主动控制车身姿态，从而实现舒适性和稳定性的平衡。
而被动悬架则是指悬架系统靠弹簧和减震器等的被动阻尼来减少车身的颠簸。
半主动悬架则是介于主动悬架和被动悬架之间的一种控制方式，即通过电子液压系统控制减震器的硬度来实现悬架的主动控制。
而悬架滑模控制则是一种利用滑动模态控制悬架系统的控制方法。
它通过引入一个扰动项来使系统进入滑动模式，从而让整个系统在滑动轨迹上运动。
通过控制滑动模式的变量，实现对系统状态和输出的控制。
基于RBF神经网络的半主动悬架滑模控制则是一种集成了神经网络技术和滑模控制的控制方法。
RBF神经网络是一种基于径向基函数的神经网络，它能够对非线性的系统进行建模和控制。
通过将RBF神经网络与滑模控制相结合，可以实现对悬架系统的精确控制，从而提高系统的舒适性和稳定性。
该方法的实现步骤如下：首先，通过RBF神经网络来建立模型，并通过神经网络的学习算法，不断地优化网络的权重和偏置，从而得到更加准确的模型。
然后，根据悬架系统的特性，设计出适当的滑动模态来实现系统的控制。
最后，通过控制滑动模态的变量，来控制悬架系统的状态和输出。
该方法的优点在于能够对非线性的悬架系统进行精确的建模和控制。
同时，基于RBF神经网络的模型具有高精度和鲁棒性，能够应对复杂的控制环境，提高悬架系统的性能。
总之，基于RBF神经网络的半主动悬架滑模控制是一种新型的控制方法。
它能够将神经网络技术与滑模控制相结合，实现自适应的悬架系统控制，提高系统的舒适性和稳定性。
半主动悬架神经网络自适应控制研究
ＨＯＮＧ Ｊ 本文针对半主动空气悬架这种时变的、非线性复杂系统， 提出基于神经网络的自适应控制策略， 设计了神经网络辨识
器和控制器。通过仿真计算和分析验证了其可行性和有效性。
关键词：半主动悬架； 神经网络； 自适应控制
中图分类号：ＴＰ３１１
ｍｅｎｔｓ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｓｅｍｉ－ ａｃｔｉｖｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ， ｎｅｕｒ ａｌ－ ｎｅｔｗｏｒ ｋ， ｓｅｌｆ－ ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒ ｏｌｌｅｒ
新
量的多少来控制悬架刚度和车身高度。由于悬架弹簧具有非线
性特性、较大的时间滞后以及车辆数学模型某些参数的不确定
性等特点， 本文采用神经网络自适应控制结构对 １／４ 悬架系统
进行了仿真分析。
图 ２ 两自由度 １／４ 车辆模型 Ｆｉｇ．２ ２－ ＤＯＦ ｍｏｄｅ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｕ－ 非簧载质量， ｍｓ－ 簧载质量， ｋｔ－ 轮胎刚度， ｋｓ－ 悬架静刚 度， ｃ０－ 阻尼器阻尼系数， ｘ０－ 路面激励位移， ｘ１－ 非簧载质量位移， ｘ２－ 簧载质量位移 根据牛顿第二定律， 系统运动方程为
您的论文得到两院院士关注 文章编号：１００８－ ０５７０（２００８）０１－ １－ ００４５－ ０２
控制系统
半主动悬架神经网络自适应控制研究
Ｎｅ ｕ ｒａ ｌ－ ｎ ｅ ｔｗ ｏ ｒｋ Ａｄ ａ ｐ ｔｉｖｅ Ｃｏ ｎ ｔｒｏ ｌ ｆｏ ｒ Ｖｅ ｈ ｉｃｌｅ Ｓ ｅ ｍ ｉ－ ａ ｃｔｉｖｅ Ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉｏ ｎ
表 １ 半主动悬架模型主要参数 Ｔａｂ．１ Ｍａｉｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｅｍｉ－ ａｃｔｉｖｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ３．２ 悬架仿真结果 车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷的仿真结果如下：
振动控制-主动、半主动
目录0．前言 (1)0．1 结构振动控制研究与应用概况 (1)1．结构振动主动控制、半主动控制 (2)2．结构振动控制分类 (3)3．各类控制系统构造及性能 (4)3．1 结构振动主动控制概述 (4)3．1．1 主动控制控制原理 (5)3．1．2 加力方式及加力位置 (7)3．1．3 控制装置 (8)3．2 结构振动半主动控制概述 (8)4．结构振动主动控制、半主动控制算法 (11)4．1 主动控制算法 (12)4．1．2 几种算法的简单介绍 (13)4．2 半主动控制算法 (21)4．3 智能控制算法 (22)5．结构主动、半主动控制系统分析方法及设计方法 (24)5．1 主动控制系统的最优控制力设计与分析 (25)5．1．1 主动控制系统的最优控制力设计 (25)5．1．2 主动最优控制力和受控反应特征分析 (26)5．2 结构主动变阻尼和智能阻尼控制系统的最优控制力设计与分析 (30)5．2．1半主动最优控制力设计 (31)5．2．2系统反应分析 (36)5．3 结构主动变刚度控制系统的最优控制力设计与分析 (37)5．3．1主动变刚度最优控制力设计 (37)5．3．2系统反应分析 (40)6．结构振动主动控制、半主动控制系统的工程应用 (41)6．1 AMD控制系统的工程应用 (41)6．2 结构主动变刚度控制系统的工程应用 (41)6．3 结构主动变阻尼控制系统的工程应用 (42)6．4 其他结构振动控制系统的工程应用 (42)7．研究展望 (43)7．1 结构振动主动控制、半主动控制的研究与发展方向 (43)7．2 结构振动控制的有待研究的问题 (43)8．结语 (43)参考文献 (44)主动控制、半主动控制综述0．前言0．1 结构振动控制研究与应用概况结构振动控制技术与传统的依靠结构自身强度、刚度和延性来抵抗地震作用的做法不同，通过在结构中安装各种控制装置，从而达到减小结构地震反应、保障结构地震安全的目的。
振动半主动控制技术研究现状与前景展望
振动半主动控制技术研究现状与前景展望在过去三十年左右的时间里，振动控制系统受到了广大研究者的普遍关注。
这种保护系统可以用来降低自然灾害对土木工程建筑的损害。
文章通过对结构振动控制的概述，介绍了半主动控制装置的理论基础及其在实际机械或土木工程中的应用，并对半主动控制技术未来的发展方向做了展望。
标签：半主动控制；主动变刚度（阻尼）；磁流变阻尼器；电流变阻尼器引言随着科学技术的飞速发展，机器设备的转速和功率不断变大，刚度减小，对其稳定性的要求也提高，振动问题也就日益突出，机械振动不仅影响飞行器、船舶的寿命，还会影响机械设备的使用性能，因而如何对其采取控制和预防措施成了工程领域的重要课题。
半主动控制技术的控制效果接近于主动控制，而且只需要输入少量的能量即可实现，因而被认为是目前最具前景的结构振动控制技术。
文章主要介绍几种主要半主动控制系统的工作机理、应用和研究现状，并阐述了半主动控制技术目前存在的问题和发展方向。
1 半主动控制系统研究现状1.1 主动变刚度控制系统该控制系统主要是在变刚度控制装置的作用下，使振动物体的附加刚度发生变化，从而使受控结构的固有频率不断发生变化，有效地避免共振的情况，达到减振的目的。
在这个过程中，结构的能量发生了变化，经历了振动能量的吸收、消耗与释放这一过程。
日本学者Kobor i[1]利用主动变刚度系统做了振动台模型试验和原型结构试验，验证了这种控制系统的装置可以改变物体动力参数，且仅需要极少的外界能量，就可以得到十分明显的减振效果。
在国内，李敏霞和刘季[2]等学者在这方面做了深入的研究，制作了类似的主动变刚度控制装置，并进行了一个40t足尺的主动变刚度装置的性能试验，该实验主要研究了电液伺服阀在Passive-on和Passive-off状态下主动变刚度控制装置的力学性能。
杨润林，闫维明[3]等提出了一种新型的半主动变刚度（ISA VS）控制系统，并通过数值模拟验证了它的有效性。
RBF神经网络在结构振动半主动控制中的应用
式 （ ） 的参数 “由下列方程得 到 ： ４中
“＝ 一刁 一 ） （
其 中 ， 为加 到 Ｍ 阻尼器上 网络具有非线 性特性 和 自组 织 、 自学 习 ３ Ｒ Ｆ神 经 网络
能 力 ， 非 线 性 映 射 具 有 任 意 逼 近 的 能 力 。 而 径 向 基 函 数 （ Ｂ ３ １ Ｒ Ｆ神 经 网 络 结 构 对 Ｒ Ｆ） ． Ｂ
Ｒ Ｆ神 经 网络 在 结构 振 动 半 主 动控 制 中 的应 用 Ｂ
肖海 军
摘
李凡冰
要： 利用 Ｒ Ｆ神经 网络对建 筑结构地震反应进行 预测 ， 计 了加 入 ＭＲ 阻尼 器 的 Ｒ Ｆ神经 网络 半 主动控制 系统 ， Ｂ 设 Ｂ
利用 Ｍａｌ 进 行仿真分析 ， ｔｂ ａ 结果表 明该控制 方案能够有效减少 建筑 结构 的地 震反 应 ， 并且很 好的发 挥 了 ＭＲ 阻尼 器 的
（） ２
激励信息 ， 通过少 量 的能量来 实时控制装 置的刚度 、 阻尼 等参 数 ， 来减小建筑结构 的地震反 应 ， 现对 建筑 结构 的可 调控 制 ， 实 成为 目前性价 比最 高 、 具有 工 程应 用 前景 的一种 结 构振 动 控 制方 最 法 。磁流变液是 随着 外加 磁场 强度 的变 化而 改变 其流 变特 性 的 新型功能材料 ， 而且这种变化是连续 、 控 、 可 可逆 的。加 入 ＭＲ阻 尼器 的建筑结构是 高度非 线性 的复杂 系统 ， 因此 ， 要想 对其 进行
可 由式 （ ） １ ～式 （ ） ３ 描述该模 型所 产生的阻尼力 ：
Ｌ＝ｃｙ＋ｋ （ 厂 ｌ ｌＸ—ｚ ） ０
数（２ Ｌ 范数 ） ：
＝
∑ Ｉ ｐ Ｙ ｌ ： ∑ ∑ （ 一 ） （ ｌ —ｐ ｄ ｌ ８ ）
具有非线性刚度动力吸振器的隔振系统半主动控制
摘 要 ：研究带有非线性 刚度吸振器 的隔振系统振动稳态响应 的半 主动控制。动力 吸振 器和 隔振 系统 （ ： 主系 统） 的刚度均为 Ｄ ｆｎ ｕｆ ｇ类型的非线性刚度 。对吸振 器的阻尼采用了两种半 主动控制策 略 以减 少 主系统 的振动 ， ｉ 并 讨论 了吸振器刚度 的非线性程度 ， 吸振器质量 与 系统质量之 比及 主系统刚度 的非 线性程 度对 主系统稳 态响应 的 影响 。数值分析结果表 明 ， 采用适 当的系统参数 和控制策略可 以有效地改善 主系统 的稳态响应 。 关键词 ： 动 与波 ； 振 非线性 隔振系统 ； 非线性 动力吸振器 ； 稳态 响应 ； 半主动控制
ｄ ｎ ｍｉ ｉｒｔ ｎ ａ ｓｒ ｅ ｒ ｒｐ ｓ ｄａ ｄ ｃ ｍｐ ｒｄ ｙ ａ ｃｖｂ ａｉ ｂ ｏｂ ｒａｅｐ ｏ ｏｅ ｎ ｏ ａｅ ．Ｅ ｅ ｔ ｆ ｅ ｒｅ ｆｓｉｎ ｓ ｏ ． ｎ ａｉ ｆｔｅ ｏ ｉ ｆ ｃｓｏ ｇｅ ｓｏ ｔｆｅ ｓｎ ｎ １ ｅ ｒｙ ｏ ｈ ｄ ｆ ｉ ｔ
吸振器 常 常用来 减 少机 器 的振 动 。早 期研 究 的
文献［ ］ ７ 相同的结论。文 明， 邓子辰 指出对 吸振 器采用主动控制策略比采用被动控制策略更利于减 小主系统 的振 动及 幅值 。Ｚ ｕＳ Ｊ ， ｈｎ ． ． ｈ ． ． Ｚ ｅｇＹ Ｆ 等¨ 。 。 对主系统及 吸振器 刚度和阻尼均采用非线性 形式（ ｕ ｎ 类型 ） Ｄｆ ｇ ｉ ｆ 的情况作 ＿分析 ， 『 指出吸振器采 用适当的参数可以减小主系统的振动及 幅值。本文 则将非线性动力 吸振 器应用 于非线性 刚度 隔振 系 统， 并采取控制策略调整 动力 吸振器 的阻尼参数 以 进一步提高非线性动力吸振器的减振效果。
基于智能隔震结构Benchmark模型的半主动控制非线性隔震系统
文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ２ ２ ６ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ － ０ ０ １ ４ — ０ ５
基 于 智 能 隔震 结构 Ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ｍａ ｒ ｋ模 型 的 半 主 动 控 制 非 线 性 隔 震 系 统
任安 忠， 王学权
（ 兰州 交通 大学 土木工程学院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
寸为 ８ ２ ． ４ ｍｘ ５ ４ ． ３ ｍ， ７到 ８层 呈 矩形 ， 尺寸为 ８ ２ ． ４ ｍｘ ２ ９ ． ８ ｍ． 上 部 结 构 的支 撑 沿 着 建 筑 平 面 周 边 布 置， 由压 型钢 板 和钢格 梁组 成 的结构 支撑 着所 有 的 混 凝土 楼板 ， 上部 结构 支撑 在一 个 刚性混 凝 土基础
控制 下 的控 制 结果 ．
１ 隔震 结构 Ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ｍａ ｒ ｋ模 型
Ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ｍａ ｒ ｋ结构 模 型 是 位 于 洛 杉 矶 的一 幢 真
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － 一 ０ ９ 一 】 ９
作者简介 ： 任安忠 （ １ ９ ８ ７ ． ） ，男 ， 山东菏 泽人 ， 硕士 生
半主动悬架振动控制方法研究【文献综述】
毕业设计开题报告测控技术与仪器半主动悬架振动控制方法研究一、前言由于现代生活的不断提高，汽车已经步入很多人的生活之中。
人们对汽车的要求已经不仅仅是满足交通便捷，更是对汽车的安全和舒适性提出了更高的要求了。
汽车悬架系统是指车身与车轴之间的一切力连接装置的总称，是提高汽车平顺性和操纵稳定性的重要结构之一。
[1]对汽车悬架的振动控制始终是衡量汽车性能的一个重要指标，是影响车辆行驶平稳性和驾驶舒适性以及汽车零部件寿命的重要因素。
不合格的悬架非但不能带来舒适感，还会加速零件的老化，产生噪音影响环境，严重的可能会有引起操作失误，酿成交通事故。
所以当前对车辆悬架的振动控制研究是一个重要的课题。
目前悬架振动的控制系统大致分为3种：被动悬架、半主动悬架和主动悬架。
长期以往，被动悬架占据着统治的地位。
由于它的各种参数，比如刚度、阻尼等是固定不变的，这样的悬架系统对路面的适应性差，不能同时保证汽车的操纵舒适性和行驶稳定性。
主动悬架控制系统虽然能兼顾操纵的舒适性和行驶稳定性，获得一个优质的隔振系统，但其机构复杂,能耗大，成本高，测量精度要求高等原因, 至今任停留在实验室或真车实验阶段。
而半主动悬架结合了被动悬架和主动悬架的特点，可根据不同的路面情况、载荷重量、行驶速度等条件，实时调节系统的阻尼，使车辆具有较好的舒适性和行驶稳定性[2];更因其简单的结构，较高的性能，制造方便，几乎不需要向系统提供能量而拥有广阔的应用前景，特别是电、磁流变减振器的出现，加快了半主动悬架产业化的进程。
[3]二、主题1、半主动悬架的发展1974年由Crosby K arnop首先提出半主动悬架控制。
它的架构如图1所示。
它由可变特性的弹簧和减震器组成。
它的工作原理是：根据弹簧相对车轮的速度响应、加速度响应等反馈信号，通过输入少量控制能量调节弹簧的刚度或减振器的液力阻尼, 改善悬架的振动特性。
通常以调节减震器的阻尼为主，即将减震器作为悬架的执行机构，它可分为人工调节和传感器自动调节。
发动机振动主动控制联合仿真及神经网络自适应控制技术的研究
Ｋｅ ｒ ｓＥｎ ｉｅ ｂ ａｉｎＮ ｕ ａ ｅｗｏ ｋＳ ｌ ｄ ｐ ｖ ｏ ｔｏ ｅｈ ｉｕ ｙ ｗｏ ｄ ： ｇｎ ， ｒｔ ， ｅ ｒ ｌｎ ｔ ｒ ￣ｅ ａ ａ ｔ ｅ ｃ ｎｒ ｌｔｃ ｎｑ ｅ Ｖｉ ｏ ｆ ｉ
１ 前 言
传统 的被 动 隔振技 术 因兼 顾 系统抗 冲击及 稳定 性等 因素 ， 以保证 较 自适 应控 制技 术
中图分 类号 ： ４ ７２ 文 献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ０ ３ ０ （０ ７ ０ － ０ ５ ｏ Ｕ ６． Ａ １０ － ７ ３ ２ ０ ）８ ０ １ 一 ４
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｉｅ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｓ ｒ ａ ｔ ｅ Ｎｅ ｒ ｌＮｅ ｗｏ ｋ ｔ ｄ ｎ Ｕｎ ｔ ｄ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｎ ｅ Ａｄ ｐ ｉ ｕ ａ ｔ ｒ ｆ ｖ Ｔｅ ｈ ｉ ｕ ｏ ｔｖ ｇ ｎ ｂ ａ ｉ ｎ Ｃｏ ｔ ｏ ｃ ｎ ｑ ｅｆ ｒ Ａｃ ｉ ｅ Ｅｎ ｉ ｅ Ｖｉ ｒ ｔｏ ｎ ｒ ｌ
ｃ ｎ ｒ １ ｔ Ｓ ａｓ ｅ ｉ ｅ ｙ ｃ ｌｕ ａ ｎ ｅｃ ｎｒ ｌ ｂｌ ｄ ｖｓ ａ ｔ ｘ ｔ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｉ ｏ ｔｏｌ ｌ ｄ ｖ ｓ ａ ． ｏ ｔｏ ． ’ ｌｏ ｖ ｒ ｄ ｂ ａｃ ｌｔ ｇｔ ｏ ｔ ｌ ｅ ａ ｉ ｌ ｍａｒ ｔｔ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓｃ ｎｒ ｌ ｅ ａ ｉ １ Ｉ ｉ ｆ ｉ ｈ ｏａ ｎ ｕ ｉｈ ｈ ｂ ａ ｎ ｕ
维普资讯
・
设计 ・ 计算 ・ 究 ・ 研
发动机振动主动控 制联合仿真及神经 网络 自适 应 控 制技 术 的研 究
蔺 玉辉 靳 晓雄 肖 勇
（ 同济 大学 ）
【 要】 摘 应用 Ａ Ｅ ｉ Ｍ Ｓｍ软件建立 了发 动机一 车身振动模 型。依据神经网络控制器 、 辨识器的设计 ， 建立了神经 网
基于多级模糊控制的半主动隔震结构减震研究
第35卷第13期振动与冲击JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK Vol.35 No.13 2016基于多级模糊控制的半主动隔震结构减震研究赵大海1李永兴1李宏男2,钱辉3(1.燕山大学建筑工程与力学学院,秦皇岛〇660〇4;2.大连理工大学土木工程学院，大连11602;3.郑州大学土木工程学院，郑州450001)主商要：提出了一种基于压电摩擦阻尼器的新型模糊控制器，对其在半主动隔震结构中的减震效果进行研究。
该控制器引人多级式模糊控制策略，其中次级模糊控制器以隔震层的速度和位移为输人，以阻尼器的电压为输出；高级模糊控制器以地震动加速度为输人，实时调整次级模糊控制的量化因子及比例因子。
为检验多级模糊控制方法的有效性，对一隔震结构进行数值模拟，并与被动控制和普通模糊控制的减震效果进行对比。
数值结果表明:该方法能有效地降低隔震结构的基底位移和上部结构的加速度响应，并且对不同强度的地震动具有良好的适应性。
关键词：模糊控制;隔震结构;半主动控制;减震中图分类号：TU352. 1文献标志码：A DOI：10. 13465/ki.jvs.2016.13.013Seismic reduction of semi-active base-isolated structures based on multi-level fuzzy controlZHAO Da-hai1 , LI Yong-xing1 , LI Hong-nan1, QIAN Hui(1. School of Civil Engineering and Mechanics,Yanshan University,Qinhuangdao 066004, China；2. School o f Civil Engineering,Dalian University of Technology，Dalian116024，China;3. School of Civil Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou450001，China)Abstract：A new type of fuzzy control controller designed f o r seismic protection of a base-isolated building with a piezoelectric f r i c t i o n damper was p resented here.The controller adopted a multi-level fuzzy control algorithm.The sublevel fuzzy controller was d esigned t o determine the command voltage of the piezoelectric f r i c t i o n damper with inputs of velocity and displacement o f base floor.With the input of seismic acceleration，the high-level fuzzy controller adjusted quantization factor and s caling factor of the sub-level fuzzy controller in real-time.The effectiveness of the proposed multilevel fuzzy controller was ver if ie d t hrough numerical simulation of a base-isolated structure.The simulation r e s u l t s were compared with those with the tr a d i t i o n a l fuzzy controller and the passive controller. proposed multi-level fuzzy controller can successfully mitigate the displacement of the base f l o o r acceleration response of the structure,and has a good adaptability t o ground motions with Key words：fuzzy control；base-isolated structure;semi-active control；seismic reduction近年来，基础隔震已经成为对重要土木工程结构 进行减震防护的重要措施。
机械振动控制算法与策略研究
机械振动控制算法与策略研究机械振动作为一种广泛存在于工程领域中的问题，研究旨在找到一种有效的控制算法和策略来减小振动对机械设备性能和可靠性的影响。
本文将从算法和策略两个方面，探讨机械振动控制的相关研究。
1. 算法研究机械振动控制算法的研究是机械振动控制的核心。
目前常见的算法包括主动控制算法、自适应控制算法和模糊控制算法等。
主动控制算法通过将传感器的测量结果反馈到执行器上，调整系统的输入信号，实现减小振动的目的。
自适应控制算法则是基于系统的动态特性和振动特征，通过不断调整控制参数来实现对振动的控制。
模糊控制算法则是基于模糊逻辑推理的方法，通过建立模糊规则库来实现对振动的控制。
2. 策略研究机械振动控制策略的研究是为了探索一种系统性的方法来解决振动控制问题。
常见的策略包括被动策略、半主动策略和主动策略。
被动策略是指通过改变系统的结构或材料，减小振动的影响。
半主动策略则是通过在系统中引入可调节元件，根据系统的振动状况，调整元件的参数来实现对振动的控制。
主动策略则是通过在系统中引入执行器和传感器，根据系统的振动状况，实时调整控制信号，实现对振动的精确控制。
3. 研究现状目前，机械振动控制的研究已经取得了一定的进展。
在算法研究方面，很多传统的控制算法已经被广泛应用于机械振动控制中，例如PID控制算法、模糊PID控制算法等。
同时，一些新的算法也被提出，如基于神经网络的控制算法、基于模型预测控制的算法等，这些算法在提高振动控制效果和系统鲁棒性方面具有一定的优势。
在策略研究方面，研究者们通过开发新的材料和结构设计，成功地降低了机械设备的振动水平，提高了系统的可靠性和性能。
4. 研究挑战尽管机械振动控制的研究已经取得了一定的成果，但仍然面临一些挑战。
首先，机械振动控制涉及到多个学科的知识，需要综合运用力学、控制等学科的理论和方法。
其次，振动控制过程中存在不确定性和非线性，增加了振动控制的难度。
此外，实际工程中的振动控制问题往往是复杂的多变量问题，需要开发出适应不同振动工况下的控制算法和策略。
高层建筑结构振动半主动控制系统研究
4、研究并制定更为完善的高层建筑结构振动半主动控制系统性能评估指标和 标准，以便对系统进行更为准确和客观的评价。
总之，高层建筑结构振动半主动控制系统的研究具有重要的理论和实践意义， 需要不断深入研究和完善，以适应未来高层建筑发展的需求和提高结构的安全 性和舒适性。
参考内容
随着科技的不断进步，结构振动半主动控制作为现代结构控制领域的重要研究 方向，在许多领域如桥梁工程、建筑工程、航空航天等得到了广泛应用。本次 演示将围绕结构振动半主动控制及其实用性研究展开探讨。
1、在同一外部激励下，相比被动控制系统，半主动控制系统具有更小的振动 响应和更佳的控制效果。
2、针对不同的激励源，半主动控制系统能够自适应调整控制策略，实现对不 同情况的有效控制。
3、实验过程中，半主动控制系统的能耗较低，具有较好的节能效果。
结论与展望
本次演示通过对高层建筑结构振动半主动控制系统进行深入研究，发现该系统 具有明显优势，但仍存在一定的问题和不足。未来研究方向可以从以下几个方 面展开：
高层建筑结构振动半主动控制系统研究
01 引言
03 研究方法 05 结论与展望
目录
02 文献综述 04 实验结果与分析 06 参考内容
引言
随着高层建筑的不断涌现，结构振动问题日益引起人们的。高层建筑结构由于 其自身的特点和限制，对振动控制的要求更为严格。为了降低地震、风荷载等 外部激励对高层建筑结构的影响，提高结构的舒适度和安全性，研究高层建筑 结构振动半主动控制系统具有重要意义。本次演示旨在探讨高层建筑结构振动 半主动控制系统的相关话题，现有研究的现状、方法、成果和不足，并提出可 行的研究方向。
此外，部分研究针对地震和风荷载等不同激励源展开，探讨如何提高半主动控 制系统的针对性和效率。然而，目前该领域仍存在如下问题：半主动控制算法 的稳定性和鲁棒性有待进一步提高，控制装置的响应速度和精度需要改善，系 统性能评估缺乏统一的指标和标准。
机械振动学的振动控制技术
机械振动学的振动控制技术机械振动学是研究机械系统中振动的科学，振动控制技术则是在机械系统中应用一系列方法和措施来减小或消除振动对系统的不利影响以保证系统的正常运行。
振动控制技术在工程实践中具有重要的意义，可以提高机械系统的稳定性、减少机械损伤和噪音、延长机械设备的使用寿命等。
本文将从传统的主动振动控制技术、半主动振动控制技术以及智能振动控制技术等方面对机械振动学的振动控制技术进行探讨。
1. 传统的主动振动控制技术主动振动控制技术是指通过主动干预系统的控制力来抑制系统的振动。
常见的主动振动控制技术包括加振、主动控制、主动振动补偿和主动吸振等方法。
加振是通过向系统施加相反方向的振动力来减小系统振动，主动控制则是根据系统振动信号通过控制算法实时计算出控制力来对系统进行控制，主动振动补偿是通过补足系统自身振动能量来减小系统振动，主动吸振则是通过阻尼器等装置来吸收系统振动能量。
这些方法在工程实践中得到了广泛的应用，提高了系统的性能和稳定性。
2. 半主动振动控制技术半主动振动控制技术是在系统受到外界激励时通过调节系统参数或控制器来实现振动的控制。
常见的半主动振动控制技术包括半主动控制、半主动振动补偿和半主动吸振等方法。
半主动控制是通过调节系统参数来改变系统的动力学特性，半主动振动补偿是通过在系统中设置能量调节器来改变系统的振动能量，半主动吸振则是通过调节阻尼器的阻尼系数来控制系统振动。
这些方法相比于主动振动控制技术更加灵活和有效，适用于复杂的机械系统。
3. 智能振动控制技术智能振动控制技术是指利用智能控制算法和智能材料等高新技术来实现对系统振动的控制。
常见的智能振动控制技术包括神经网络控制、模糊控制、遗传算法等方法。
神经网络控制是通过模拟人脑神经系统来实现振动的控制，模糊控制则是基于人类模糊推理的方法来对系统进行控制，遗传算法则是通过模拟生物进化的方法来对系统进行优化和控制。
这些技术具有高效、智能的特点，能够适应各种复杂振动系统的控制需求。
基于MRE 隔振器的变刚度半主动隔振系统分析
基于 MRE 隔振器的变刚度半主动隔振系统分析
黄学功 覮，刘涛，马伟佳，张广
（南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094）
摘 要：为探究磁流变弹性体隔振器应用于变刚度半主动隔振的可行性，制备硅橡胶基磁流变弹
性体（MRE），设计制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ MRE 隔振器，对 MRE 材料和隔振器的性能进行测试，搭建基于 MRE 隔振器的
中图分类号：TU352.1+1
文献标志码：A
Analysis of Variable Stiffness Semi-active Vibration Isolation System Based on MRE Isolator
HUANG Xuegong覮，LIU Tao，MA Weijia，ZHANG Guang
变刚度半主动隔振系统并设计 On-off 控制、模糊控制和 GA 模糊控制算法. 测试结果表明：MRE 的储
能模量在磁感应强度为 600 mT 时达到饱和，磁流变效应达到 2 000%以上；MRE 隔振器的变刚度特性
明显，当线圈电流从 3 A 变化为-3 A 时，等效刚度从 74.216 kN/m 增加到 137.128 kN/m，增加了
Key words：intelligent materials；magnetorheological elastomer；variable stiffness；vibration control；base vibra原 tion isolation
* 收稿日期：2020-08-17
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51675280），National Natural Science Foundation of China（51675280） 作者简介：黄学功（1970—），男，安徽望江人，南京理工大学副研究员，博士 覮 通信联系人，E-mail：huangxg@
半主动悬架的试验和模糊神经网络控制
尼力 B ( x1 - x2) 和变化阻尼器阻尼力 u 组成 , 即
F = B ( x1 - x2) + u
(10)
由此可见 , 半主动悬架状态方程为状态变量的非
线性函数 。变量多 : 路面特性 、车速 、由乘员或货物
决定的车身质量以及随车速 、温度和胎压而变的轮胎
刚度等都是变量; 变化范围大 : 如空载和超载等 。因 此 , 用常规的控制方法很难奏效 。
本文通过最有代表性的二自由度l4半主动悬架系统进行研究既保留了许多最主要的特性又免除了整车研究的复杂性因为四分之一悬架模型远比现有的decarbon模型先进总能精确模拟车体在广泛操作范围内的垂直位移通过计人非线性因素如弹簧阻尼轮胎等特性可得到精确度很高的值
《机床与液压》20041No16
·75 ·
半主动悬架的试验和模糊神经网络控制
·76 ·
Vt —伺服阀流总压缩容积 。
伺服阀的线性化流量方程为 :
q = Κqxv - Κcpl
(5)
式中 : q —伺服阀工作流量;
Κq —伺服阀流量增益;
Kc —伺服阀流量 - 压力系数 。
又 xv = τ1 ( - xv + u)
(6)
如果选状态变量为 :
x1 = x1 x2 = x1 , x3 = x2 , x4 = x2 , x5 = pl ,
x6
=
1 τ
(
-
x6 +
u)
(7)
上式中 , r 可看成是系统的干扰 。
因此 , 半主动悬架系统的完整状态方程可以描述
为:
x = Ax + Bu + cr
(8)
状态变量为 :
结构半主动控制研究中存在的若干问题_杨润林
文章编号:1000-6869(2007)04-0064-12结构半主动控制研究中存在的若干问题杨润林1,闫维明2,周锡元2(1.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;2.北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室,北京100022)摘要:近年来,半主动控制系统在国内外受到了诸多关注,取得了很大的研究进展,但是仍然存在明显的不足之处。
本文提出了半主动控制系统研究过程中有待解决的若干关键问题。
首先综述了各种半主动控制装置和对应控制律设计的研究现状,然后分析了它们各自的优缺点。
此外,也就足尺控制系统研发、控制律设计、控制装置优化和时滞补偿等半主动控制系统中的共性问题进行了分析,并给出了相应的建议。
研究指出:常规变刚度控制系统抑制振动频带窄,并且不利于结构的加速度反应控制;粘性变阻尼控制与被动阻尼控制相比仅在结构远离共振时才有意义。
关键词:土木工程;振动控制;半主动控制;控制装置;控制算法中图分类号:TU352.11 O328 文献标识码:AKey problems in semiactive structural controlYANG Runlin 1,YAN Weiming 2,ZHOU Xiyuan 2(1.College of Civil and Environmental E ngineering ,University of Science and Technology B eijing ,Beijing 100083,China ;2.Beijing Key Laboratory of Earthquake Engineering and Structural Retrofit ,Beijing University of Technology ,Beijing 100022,China )A bstract :In recent years ,considerable attention has been paid to research and development of semiacitve structural control systems ,and great progress has been made .However ,the latest researc h results show that there still exist significant limitations for engineering application .Some key pr oblems in developing the semiacitve control system are presented in this paper .First ,a detailed revie w of semiactive control systems is provided including the recent advanc es in design of both control devices and control algorithms .The semiactive systems which are reviewed include variable stiffness systems ,variable fluid dampers ,ma gnetorheological da mpers ,tuned mass dampers and tuned liquid dampers .Next ,their advantages and limitations are also discussed .In addition ,some suggestions for design of full -scale control devices and control algorithms ,placement optimization of control devices and compensation of time delay are also given .It is pointed out that :(1)the traditional variable stiffness system can only adjust the frequency of the structure within a narr ow frequency band ,and may be negative for the acceleration response control of the structur e ;(2)only far from the resonance may the variable dampers be effective for seismic response c ontrol of structures as compared to the passive dampers .Keywords :civil engineering ;vibration control ;semiactive control ;control device ;control algorithm基金项目:国家自然科学基金资助项目(50508003)。
基于Simulink的舰船主炮半主动控制隔振系统仿真与分析
基于Simulink的舰船主炮半主动控制隔振系统仿真与分析随着舰船的发展和需求的提高，对主炮精度的要求也越来越高。
然而，舰船在海上航行时会受到各种因素的干扰，如波浪、风力、船体震动等，这些因素都会影响到炮弹的精度和命中率。
为了解决这一问题，本文将采用半主动控制隔振系统对舰船主炮进行控制和隔振，从而提高炮弹的精度和稳定性。
一、隔振系统原理及模型构建半主动控制隔振系统是一种利用主动调节和半主动调节的方式，对机械振动进行控制和隔离的系统。
其基本原理是通过安装振动控制装置，对机械振动进行扭转、耦合、转化、滤波等处理，从而实现对振动的衰减或消除，以达到降低噪声、减少震动、提高精度等目的。
在本文中，我们采用的是半主动控制隔振系统。
半主动控制隔振系统的组成包括振动源、振动控制器、执行机构和传感器。
其中，振动源表示机械振动的产生来源，比如舰船主炮的后座力；振动控制器是振动控制系统的核心，通过预测和补偿机械振动，实现振动的控制和隔离；执行机构则是将振动控制器的输出信号转化为实际对机械振动进行控制的机构；传感器则是通过感知机械振动的变化，将信号送给振动控制器进行处理。
在系统模型的构建中，我们采用了Simulink仿真工具，利用其优良的建模和仿真能力，实现了舰船主炮半主动控制隔振系统的建模与仿真。
具体来说，我们采用Simulink中的Simscape模块，创建了基于Simulink的半主动控制隔振系统，其中包括了机械振动源、振动控制器、执行机构和传感器等，构建出了基本的系统框图，从中可以看出机械振动源产生机械振动，通过振动传感器将振动信号传输到振动控制器中进行处理。
振动控制器根据传感器反馈的振动信息，对振动源提出控制要求，执行机构则根据振动控制器提出的要求，实现对机械振动的控制和隔离。
在整个系统中，通过控制器对机械振动进行预测和补偿，实现了振动的控制和隔离，并使得隔离后的振动程度达到比较理想的水平。
二、系统仿真与分析在模型构建完成后，我们对系统进行了一系列的仿真和分析。
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（"+ 江苏科技大学 机械与动力工程学院， 江苏镇江 ("(##& ；(+ 山东菏泽生建机械厂， 山东荷泽 ()*#&# ）
! ! 摘! 要： 船舶动力机 械隔振系统， 结构复杂， 易受环境影响， 系统精确数学模型不易建 立， 运用 ,-,./ 和 .,01 2,3 联合模拟建立机械被控系 统台架模型， 提出基于神 经网络 的振动 半主动 控制策 略， 设 计神经 网络控 制器。仿 真计算结果表明， 与传统 的被动控制相比， 神经网络半主动控制策略对系统振 动具有明显 的抑制效果， 证明 所提控 制策略的正确性和有效性。 关键词： 振 动与波； 隔振系统；神经网络； 半主动控制；仿真 中图分类号： 4$$*+ "! ! ! 文献标识码： ,
= > 系统模型的建立
收稿日期： (##$1"" 1"$ 作者简介： 李银川 （ "UV# % ） ， 男， 河南南阳人， 在读硕 士生， 从事振 动 与噪声控制研究。
动力机械隔振系统的神经网络半主动控制研究 ! ! （ "） 首先启动 #$#%& ’ ()*+， 命名悬架模型； （ ,） 创建电机模型， 创建簧载质量部件， 并为各 部分设置参数； （ -） 在各部件间添加约束； ! ! （ .） 添加驱动； （ /） 定义 #$#%& 输入、 输出变量， 它表示在仿 真的每一步， 输入变量的值都将由控制应用软件的 输入值来代替； （ 0） 启动 #$#%& ’ 1234526， 导出模块7 这些文件 将在联合仿真过程中使用。 建立的系统机械模型如图 " 所示。
［ "， (］
=? => 模型简化处理 ! ! ,-,./W X=:@ 解题程序模块提供了一个直接 面向用户的基本操作对话环境和虚拟样机分析的前 处理功能。在动力机械隔振系统设计中， 利用 ,-1 ,./ W X=:@ 模块的基本形体建模工具库， 建立只有 一个机组的双层隔振系统模型， 通过各种约束限制 构件之间的相对运动， 定义施加的载荷， 建立虚拟的 实验台架， 最后进行仿真。 使用 ,-,./ 软件建立运动学机械模型时做如 下假设： （"） 所有零部件都认 为是刚体， 各运动副均 为 刚性连接， 各运动副内摩擦力、 内部间隙忽略不计； （(） 为模拟动力机械不稳定运行对系统引起的 激励， 假想一偏心质量块构件， 它与动力机械直接接 触， 之间通过固定副相连， 可随动力机械转动； （&） 电机做旋转运动， 其它簧载质量、 非簧载质 量相对于地面只能做上下垂直运动。 经过上面假设后建立的台架模型， 机械自由度 减小到只有三个， 包括两个垂直 向运动和一个旋 转运动。 =? @>术和现代控制理论、 智能控制的发展， 主动控制和半主动控制技术也逐渐应用于船舶动力
［& ， *］ 机械的振动控制， 多还处 于理论研究阶 段 。但
主动控制和半主动控制技术的优势在其它生产领域 已经得以实际验证， 应用较多的是对汽车悬架模型
［ ’， $］ ［) ］ 的振动控制 ， 以及建筑结构的震动抑制 。
!"#$%& !"’()$* +",-.%/’-0" 1)2’$)& +’#34 %5)#’ 6)("$ 7%/8-2" 9:)&%’-)2 +4:’",
!" #$%&’()*%" ，+,-. /*$&0$*%1" ，23,-. #)%&4(5%1( （ "+ /56778 79 .:56;<=5;8 ;<> ?7@:A B<C+ ，D=;<CEF 4<=G:AE=HI 79 /5=:<5: ;<> 0:56<787CI ， J6:<K=;<C D=;<CEF ("(##& ，L6=<; ； (+ /6:<CK=;< ;<> .:56;<=5;8 M;5H7AI 79 /6;<>7<C ，N:O: /6;<>7<C ()*#&#， L6=<; ） ! ! ;5:’$%/’ ： L7<E=>:A=<C H6: 57PQ8:R EHAF5HFA: ;<> :<G=A7<P:<H;8 :99:5H 79 H6: P;A=<: Q7@:A P;56=<: =E78;H=7< EIEH:P ， H6: EIEH:P;H=5 P7>:8 6;E S::< E:H FQ FE=<C ,-.,/ ;<> .,02,3 =< H6=E Q;Q:A ， ;<> ; <:FA;8 <:H@7AT E:P=1;5H=G: 57<HA78 EHA;H:CI 6;E S::< QA7Q7E:>， H6: <:FA;8 <:H@7AT 57<HA788:A 6;E S::< >:E=C<:>+ L7PQ;A:> @=H6 HA;>=H=7<;8 Q;EE=G: 57<HA78 ， H6: A:EF8HE =<>=5;H: H6;H H6: <:FA;8 <:H@7AT E:P= 1 ;5H=G: 57<HA78 ;8C7A=H6P 7SG=7FE8I A:>F5:E H6: G=SA;H=7<， ;<> QA7G: H6: 57AA:5H<:EE ;<> G;8=>=HI 79 H6: 57<HA78 EHA;H:CI+ <"4 ()$3:： G=SA;H=7< ;<> @;G: ；=E78;H=7< EIEH:P ；<:FA;8 <:H@7AT；E:P=1;5H=G: 57<HA78；E=PF8;H=7< ! ! 船舶动力机械是 引起舱室振动和噪 声的污染 源， 目前， 对船舶动力机械引起的振动主要采用被动 控制的方式， 像典型的双层隔 振、 浮筏隔 振等
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动 力 机 械 隔 振 系 统 的神 经 网 络 半 主 动 控 制 研 究
考虑到结构环境等因素的影响， 精确的数学模 型不易建立， 本文利 用 ,-,./ 软件建立系统的机 械模型， 在机械模型基础上生成了半主动控制系统 动力学方程， 并采用神经网络 3? 算法设计控制器， 实现根据模型输出在线调整选择半主动控制参数， 进行系统振动控制。在时域内对该半主动系统进行 了控制仿真分析， 并与被动控制进行了比较， 具有明 显的减振效果， 得出采用这种控制策略是可行的。