由于不確定性的客觀存在,研究不確定性對結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的性能影響程度,以及對不確定性結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制方法的綜合分析與設(shè)計越來越受到科學(xué)界和工程界的高度重視,并且已成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)力學(xué)研究領(lǐng)域和控制理論研究領(lǐng)域中的熱點問題之一。本文分別對不確定結(jié)構(gòu)的靜力和動力響應(yīng)分析、不確定結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的控制性能分析與控制器的綜合設(shè)計等方面進行了分析與研究,主要工作內(nèi)容如下:1、模糊性區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)的靜力和動力分析考慮具有模糊性區(qū)間參數(shù)的桁架結(jié)構(gòu),用具有區(qū)間值隸屬函數(shù)的區(qū)間因子表征參數(shù)的不確定性,分別建立了桁架結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)有限元方程和動力學(xué)方程�；趨^(qū)間數(shù)學(xué)和區(qū)間值模糊集合的相關(guān)理論,推導(dǎo)出了模糊性區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)靜力位移、單元應(yīng)力和固有頻率的求解公式,并且對相關(guān)計算結(jié)果的區(qū)間值隸屬函數(shù)的求解給出了一種離散數(shù)值解法。仿真算例結(jié)果表明,該方法可以考察每一參數(shù)的不確定性對結(jié)構(gòu)靜力和動力分析結(jié)果的影響,其分析與求解的過程較為簡便易行,且計算量小、計算效率較高。2、隨機參數(shù)結(jié)構(gòu)最優(yōu)控制的閉環(huán)響應(yīng)分析分別對物理參數(shù)和幾何參數(shù)均具有隨機性的隨機桁架結(jié)構(gòu),以及物理參數(shù)為隨機性的隨機平面梁結(jié)構(gòu),在確定性參數(shù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,在模態(tài)坐標... 

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 不確定結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)）及其控制研究的內(nèi)容和意義
    1.2 不確定性結(jié)構(gòu)研究概述
        1.2.1 工程中的不確定性因素概述
        1.2.2 不確定結(jié)構(gòu)研究的數(shù)學(xué)模型
        1.2.3 不確定參數(shù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 不確定結(jié)構(gòu)振動控制研究的概況
        1.3.1 結(jié)構(gòu)振動主動控制的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 結(jié)構(gòu)振動的主動控制方法概述
        1.3.3 不確定結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)）控制的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究目的與主要工作
第二章 模糊性區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)的靜力和動力分析
    2.1 引言
    2.2 區(qū)間數(shù)學(xué)和區(qū)間值模糊集簡介
        2.2.1 區(qū)間數(shù)學(xué)及區(qū)間運算規(guī)則
        2.2.2 區(qū)間值模糊集及區(qū)間值模糊數(shù)運算
    2.3 具有區(qū)間值隸屬函數(shù)的區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)靜力分析
        2.3.1 確定性參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)的靜力有限元分析
        2.3.2 帶有區(qū)間值隸屬函數(shù)的區(qū)間因子
        2.3.3 模糊性區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)的靜力有限元分析
    2.4 具有區(qū)間值隸屬函數(shù)的區(qū)間參數(shù)結(jié)構(gòu)動力特性分析
        2.4.1 模糊性區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣
        2.4.2 結(jié)構(gòu)固有頻率計算公式的推導(dǎo)
    2.5 算例分析
        2.5.1 模糊性區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)的靜力分析算例
        2.5.2 模糊性區(qū)間參數(shù)桁架結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析算例
    2.6 本章小結(jié)
第三章 隨機參數(shù)結(jié)構(gòu)最優(yōu)控制的閉環(huán)響應(yīng)分析
    3.1 引言
    3.2 確定性參數(shù)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)控制
        3.2.1 模型的降階
        3.2.2 結(jié)構(gòu)的最優(yōu)控制
        3.2.3 系統(tǒng)求解的近似離散化方法
    3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機性分析
        3.3.1 桁架結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機性分析
        3.3.2 梁結(jié)構(gòu)參數(shù)隨機性分析
    3.4 閉環(huán)響應(yīng)的隨機性分析
    3.5 仿真算例
    3.6 本章小結(jié)
第四章 隨機壓電智能梁結(jié)構(gòu)振動控制的特征值分析
    4.1 引言
    4.2 壓電智能梁結(jié)構(gòu)的模型
        4.2.1 智能梁結(jié)構(gòu)有限元動力單元模型的建立
        4.2.2 壓電智能梁單元傳感方程和致動方程
        4.2.3 整體結(jié)構(gòu)的運動微分方程
    4.3 智能梁結(jié)構(gòu)的閉環(huán)極點配置
    4.4 開環(huán)和閉環(huán)特征值的隨機性分析
        4.4.1 智能梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量矩陣和剛度矩陣的隨機性
        4.4.2 智能梁結(jié)構(gòu)開環(huán)特征值的隨機性分析
        4.4.3 智能梁結(jié)構(gòu)閉環(huán)控制特征值的隨機性分析
        4.4.4 隨機智能梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)振動控制的閉環(huán)穩(wěn)定性分析
    4.5 仿真算例
    4.6 本章小結(jié)
第五章 不確定智能結(jié)構(gòu)振動的保成本魯棒PID 控制
    5.1 引言
    5.2 相關(guān)背景知識簡介
        5.2.1 PID 控制原理簡介
        5.2.2 H_∞控制的原理簡介
        5.2.3 不確定系統(tǒng)的保成本控制簡介
    5.3 壓電智能梁結(jié)構(gòu)振動控制模型不確定性的描述
        5.3.1 控制模型的降階
        5.3.2 模型不確定性的表示
    5.4 保成本魯棒PID 控制器的設(shè)計
        5.4.1 H_∞保成本控制系統(tǒng)
        5.4.2 控制律的設(shè)計
    5.5 時滯穩(wěn)定性分析
    5.6 仿真算例
    5.7 本章小結(jié)
第六章 智能PID 控制在不確定電弧爐系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
    6.1 引言
    6.2 相關(guān)背景簡介
        6.2.1 電弧爐簡介
        6.2.2 電極及其液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡介
        6.2.3 電石爐控制系統(tǒng)存在的主要問題和控制方案的選擇
        6.2.4 電弧爐控制系統(tǒng)的模型
    6.3 PID 控制器的初始參數(shù)優(yōu)化
        6.3.1 參數(shù)的確定及表示
        6.3.2 適應(yīng)度函數(shù)的選取
        6.3.3 交叉和變異
        6.3.4 電極 PID 調(diào)節(jié)器參數(shù)遺傳優(yōu)化的流程圖
    6.4 智能PID 電極調(diào)節(jié)器的實時參數(shù)整定
        6.4.1 基于積分分離的PID 控制器參數(shù)實時整定的原則
        6.4.2 控制器參數(shù)實時整定的模糊推理規(guī)則
    6.5 仿真算例
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
攻讀博士期間發(fā)表的論文和參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]結(jié)構(gòu)非概率可靠性指標的求解方法[J]. 郭書祥,張陵,李穎.  計算力學(xué)學(xué)報. 2005(02)
[2]廣義不確定性系統(tǒng)概念及其基本原理[J]. 王清印,劉志勇,趙秀恒.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(01)
[3]區(qū)間參數(shù)結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)優(yōu)化[J]. 吳杰,陳塑寰.  固體力學(xué)學(xué)報. 2004(02)
[4]計算具有區(qū)間參數(shù)結(jié)構(gòu)的固有頻率的優(yōu)化方法[J]. 王登剛.  力學(xué)學(xué)報. 2004(03)
[5]存在時滯的柔性梁的振動主動控制[J]. 蔡國平.  固體力學(xué)學(xué)報. 2004(01)
[6]計算具有區(qū)間參數(shù)結(jié)構(gòu)特征值范圍的一種新方法[J]. 王登剛,李杰.  計算力學(xué)學(xué)報. 2004(01)
[7]模糊系統(tǒng)H∞控制器設(shè)計的LMI方法[J]. 劉曉東,張慶靈.  控制理論與應(yīng)用. 2004(01)
[8]計算不確定結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)的一種可靠方法[J]. 王登剛,李杰.  計算力學(xué)學(xué)報. 2003(06)
[9]非確定結(jié)構(gòu)系統(tǒng)區(qū)間分析的泛灰求解方法[J]. 吳曉,羅佑新,文會軍,李敏.  計算力學(xué)學(xué)報. 2003(03)
[10]小波理論在大型空間智能結(jié)構(gòu)振動控制中的應(yīng)用[J]. 司洪偉,李東旭.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2003(03)

博士論文
[1]不確定性振動控制系統(tǒng)的隨機方法[D]. 劉春.吉林大學(xué) 2004

碩士論文
[1]懸臂梁振動的魯棒控制方法研究[D]. 韓志剛.南京理工大學(xué) 2005



本文編號：3648614