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基于自适应遗传算法分步优化设计智能桁架结构自抗扰振动控制器
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB535[理学—物理;理学—声学;一般工业技术] TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]清华大学精密仪器与机械学系,北京100084, [2]北京特种车辆研究所,北京100072
  • 相关基金:国家杰出青年科学基金(50425516)和国家自然科学基金重点(10732060)资助项目.
中文摘要:

智能桁架结构作为一种控制结构一体化的新型空间结构,具有几何、物理可自调性,但这类结构同时具有柔性大、阻尼小、低频模态密集、模态耦合程度高以及存在多种不确定性和耦合等特点,给振动控制带来很大挑战。基于此,研究不依赖于模型的自抗扰控制技术在智能桁架结构振动主动控制中的应用,建立自抗扰振动控制器的一般框架。就自抗扰振动控制器参数较多,手工整定比较繁琐这一问题,提出基于自适应遗传算法对其进行分步优化设计的思想。最后,对区间参数102杆三棱柱智能桁架结构进行自抗扰主动振动控制仿真研究。结果表明,基于分步优化设计思想优化设计的自抗扰振动控制器首先保证了扩张状态观测器具有优秀的观测性能,从而最终保证了自抗扰振动控制器的“自抗扰”能力;优化设计的自抗扰振动控制器对结构参数的不确定性和不确定外扰都具有很强的鲁棒性,适合于空间智能桁架结构的主动振动控制。

英文摘要:

The intelligent truss structure, as a new type of space structure with integrated control structure, has the adaptive geometry and physics characteristics, but this type of structure also has the complex dynamic characteristics, such as large flexibility, small damping, intensive low-frequency modes, high degree of mode coupling, multiple uncertainties and couplings, which bring a great challenge to active vibration control of intelligent truss structures. Therefore, the application of the model-independent active disturbances rejection control (ADRC) technique in the active vibration control of intelligent truss structures is studied and the framework of the active disturbances rejection vibration controller (ADRVC) is proposed. Aiming at the parameter adjustment problem of the ADRVC, the stepwise optimal design idea based on the adaptive genetic algorithm is proposed. Finally, the ADRVC is used for the active vibration control of a 102-bar triangular prism intelligent truss structure with interval parameters. The simulation results demonstrate that the stepwise optimal design idea for ADRVC firstly ensures the extended state observer (ESO) to have good observation performance, consequently it ensures the optimal ADRVC to have excellent "active disturbances rejection" capability; the optimal ADRVC has good robustness to the uncertainty of structural parameters and uncertain external disturbance, which can be effectively used for the active vibration control of space intelligent truss structures.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主编:宋天虎
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  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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