發(fā)布時(shí)間：2018-05-24 05:58

  本文選題：FAST + T-S模糊模型　； 參考：《東北大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：天文射電望遠(yuǎn)鏡又被叫做無線電望遠(yuǎn)鏡。與傳統(tǒng)天文望遠(yuǎn)鏡相比他具有很多優(yōu)勢(shì)(穿透性強(qiáng)、觀測(cè)距離遠(yuǎn)、觀測(cè)范圍廣),因而在目前天文觀測(cè)中倍受青睞。500m口徑球面射電遠(yuǎn)鏡(FAST)的主動(dòng)反射面有2400多個(gè)節(jié)點(diǎn)。只有對(duì)2400多個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位和控制,FAST主反射面才能順利地完成觀測(cè)任務(wù),因此建立合理的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡模型具有十分重要的意義。FAST索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程具有多輸入、非線性、時(shí)變、大慣性等特點(diǎn),而且節(jié)點(diǎn)數(shù)量多以及干擾因素多,不便于直接測(cè)量。本文以FAST索網(wǎng)50m縮尺模型為背景,利用T-S模糊模型對(duì)索網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的位移建立數(shù)學(xué)模型。本文將模糊前后件分開辨識(shí)。首先,利用FCM算法辨識(shí)模糊前件的結(jié)構(gòu)和參數(shù),然后通過最小二乘法辨識(shí)模型后件的參數(shù)。為了更好地建立模型,提高模型的辨識(shí)精度與收斂速度,第四章改進(jìn)了第三章的辨識(shí)方法。針對(duì)FCM算法的弊端(對(duì)初始值敏感、訓(xùn)練速度慢、容易陷入局部極小等),第四章利用減法聚類辨識(shí)前件結(jié)構(gòu)與參數(shù)。然后用PSO-BP的混合算法代替最小二乘法來辨識(shí)后件參數(shù),最后根據(jù)密云50m縮尺模型現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果顯示,改進(jìn)后的T-S模糊模型能較好預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)的位移模型。當(dāng)模型規(guī)則數(shù)以及各參數(shù)一定時(shí),基于模糊C-均值聚類算法和最小二乘法的T-S模糊模型只能辨識(shí)出唯一精度的均方誤差。如果想提高精度,就要增加模糊規(guī)則數(shù),但是這樣就使模型變得復(fù)雜。改進(jìn)的T-S模糊模型利用PSO-BP混合算法在本質(zhì)上解決了上述問題。本文提出不增加模糊的規(guī)則數(shù)而將辨識(shí)精度提高的模型更適用于實(shí)際工程領(lǐng)域。根據(jù)預(yù)測(cè)的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡模型,觀測(cè)人員就可以及時(shí)處理與調(diào)控主網(wǎng),保證主索網(wǎng)變位工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,改進(jìn)的T-S模糊模型不僅具有理論研究意義,更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:Astronomical radio telescopes are also called radio telescopes. Compared with the traditional telescope, it has many advantages, such as strong penetration, long observation distance and wide observation range, so it has more than 2400 active reflectors in the present astronomical observation. Only by realtime dynamic positioning and controlling the fast main reflector of more than 2400 nodes can the observation task be successfully completed. Therefore, it is very important to establish a reasonable node motion trajectory model. The motion process of fast cable network node has multiple inputs. Nonlinear, time-varying, large inertia and so on, and the number of nodes and interference factors are many, so it is not easy to measure directly. In this paper, based on the 50m scale model of FAST cable mesh, the T-S fuzzy model is used to establish a mathematical model for the displacement of cable mesh node. In this paper, the fuzzy front and rear parts are identified separately. Firstly, FCM algorithm is used to identify the structure and parameters of the fuzzy front part, and then the parameters of the model are identified by the least square method. In order to establish the model better and improve the accuracy and convergence rate of the model, the fourth chapter improves the identification method in chapter 3. In view of the disadvantages of FCM (sensitive to initial value, slow training speed and easy to fall into local minima), the fourth chapter uses subtraction clustering to identify the structure and parameters of the former parts. Then the hybrid algorithm of PSO-BP is used instead of the least square method to identify the parameters of the second part. Finally, the simulation experiment is carried out according to the field data of the 50m scale model of Miyun. The simulation results show that the improved T-S fuzzy model can better predict the node displacement model. The T-S fuzzy model based on the fuzzy C-means clustering algorithm and the least square method can only identify the unique mean square error when the number of the model rules and parameters are fixed. If we want to improve the precision, we need to increase the number of fuzzy rules, but this makes the model complex. The improved T-S fuzzy model uses PSO-BP hybrid algorithm to solve the above problems in essence. In this paper, it is proposed that the model with improved identification accuracy without increasing the fuzzy rule number is more suitable for the practical engineering field. According to the predicted node motion trajectory model, the observer can handle and regulate the main network in time to ensure the normal operation of the main cable network. Therefore, the improved T-S fuzzy model not only has theoretical significance, but also has practical application value.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH751

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳海;毛伙南;郭金基;蔡銘;張開成;李小樂;雷鳴;;幕墻索網(wǎng)結(jié)構(gòu)有限分析計(jì)算方法的研究[J];中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年04期

2 李國強(qiáng);周煥廷;;火災(zāi)(高溫)下索網(wǎng)結(jié)構(gòu)計(jì)算的連續(xù)化方法[J];力學(xué)季刊;2007年04期

3 陳海;毛伙南;郭金基;;單層正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)有限分析計(jì)算方法及實(shí)驗(yàn)研究[J];中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年S2期

4 杜敬利;保宏;段寶巖;;索網(wǎng)主動(dòng)反射面初始平衡狀態(tài)的確定[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2009年03期

5 王宏博;張立元;;以某工程為例談對(duì)索網(wǎng)屋蓋施工技術(shù)的分析[J];黑龍江科技信息;2009年24期

6 郭作杰;;矩形雙層索網(wǎng)的非線性自振[J];湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

7 陳德興;王年橋;;實(shí)加線性衰減動(dòng)載作用下土中淺埋索網(wǎng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析[J];工程兵工程學(xué)院學(xué)報(bào);1992年04期

8 沈祖炎，高振鋒，，張其林;索網(wǎng)結(jié)構(gòu)幾何非線性分析的增量理論[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年04期

9 張新培;“小震”作用下索網(wǎng)結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)β的計(jì)算方法[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);1997年02期

10 王琦,韓永強(qiáng),馬愛民;預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的非線性有限元分析[J];陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年S1期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張其林;張莉;;索網(wǎng)結(jié)構(gòu)初始及工作平衡狀態(tài)的分析和跟蹤[A];第八屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1997年

2 王仕統(tǒng);;任意荷載作用下索網(wǎng)的近似計(jì)算[A];第五屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1990年

3 馬少華;肖熾;;橢圓形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)外環(huán)內(nèi)力與變形的計(jì)算[A];第五屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1990年

4 曾華卿;;索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的最小二乘高斯配點(diǎn)法[A];第五屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1990年

5 高振鋒;張其林;沈祖炎;;索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工過程的跟蹤分析和仿真分析方法[A];第七屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1994年

6 孫宗光;;正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析的直線索單元方法[A];第六屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1996年

7 馬劍;徐國彬;;索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的初始形狀判定及靜力分析[A];第八屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ卷）[C];1999年

8 蘇建華;韓大建;王勇;;索網(wǎng)結(jié)構(gòu)形狀判定的桿長修正法[A];計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用——第十一屆全國工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

9 肖建春;聶建國;馬克儉;;桁拱支承索網(wǎng)結(jié)構(gòu)模型的破壞試驗(yàn)[A];第三屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

10 張麗梅;陳務(wù)軍;;索網(wǎng)結(jié)構(gòu)平衡態(tài)彈性化與零應(yīng)力態(tài)研究[A];第18屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集第Ⅰ冊(cè)[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 蓋爽;首例空中滑行索網(wǎng)“擎高”三十六米[N];建筑時(shí)報(bào);2008年

2 廣東建設(shè)報(bào)記者 韓慶文　許朝林;曲面索網(wǎng)安裝如同“編花籃”[N];廣東建設(shè)報(bào);2013年

3 北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)秘書長 薛素鐸 李雄彥;解析2012倫敦奧運(yùn)場(chǎng)館[N];中國建設(shè)報(bào);2012年

4 記者 袁志勇;國家天文臺(tái)與歐維姆簽約世界最大單口徑望遠(yuǎn)鏡索網(wǎng)項(xiàng)目[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

5 薛素鐸　李雄彥;解析2012倫敦奧運(yùn)場(chǎng)館工程[N];中國建設(shè)報(bào);2012年

6 沈祖炎　王燁華 李元齊 （中國工程院院士、同濟(jì)大學(xué)教授 沈祖炎）;結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與優(yōu)秀設(shè)計(jì)(六)[N];中國建設(shè)報(bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 劉鈺;大口徑射電望遠(yuǎn)鏡反射面支承機(jī)構(gòu)研究[D];上海交通大學(xué);2014年

2 劉福壽;大型空間結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等效建模與振動(dòng)控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

3 劉望;星載大型索網(wǎng)天線結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力學(xué)建模及形面誤差特性研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

4 杜敬利;超大型天線饋源索支撐系統(tǒng)與索網(wǎng)主動(dòng)主反射面的力學(xué)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2006年

5 楊東武;星載大型可展開索網(wǎng)天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與型面調(diào)整[D];西安電子科技大學(xué);2010年

6 萬紅霞;索和膜結(jié)構(gòu)形狀確定理論研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

7 錢宏亮;FAST主動(dòng)反射面支承結(jié)構(gòu)理論與試驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李康業(yè);大跨度索網(wǎng)結(jié)構(gòu)索力計(jì)算與測(cè)量方法研究[D];華南理工大學(xué);2012年

2 張懷虎;環(huán)形展開天線索網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 呂慶;一種大型可展開網(wǎng)狀天線的設(shè)計(jì)及熱分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

4 唐雅瓊;索網(wǎng)—框架組合結(jié)構(gòu)多源誤差分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 秦寶亮;基于壓電作動(dòng)器的大型空間索網(wǎng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與振動(dòng)控制[D];南京航空航天大學(xué);2014年

6 譚謀;空間可展開結(jié)構(gòu)調(diào)整組件的分析和設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 劉升;空間雙剪式鉸天線設(shè)計(jì)與展開過程動(dòng)力學(xué)分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 孔維國;模塊化可展天線的組網(wǎng)建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 張文龍;空間網(wǎng)狀天線形面設(shè)計(jì)與靜力分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

10 溫合鎮(zhèn);筒形交叉環(huán)管—索網(wǎng)幕墻設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

本文編號(hào)：1927940