線性二次型最優(yōu)控制

1、LOGO線性二次型最優(yōu)控制線性二次型最優(yōu)控制n班班級(jí)級(jí)：1405班班n學(xué)學(xué)生：生：呂園園呂園園n學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)：14121059目錄目錄u一、主動(dòng)控制簡(jiǎn)介一、主動(dòng)控制簡(jiǎn)介u二、簡(jiǎn)單回顧主動(dòng)控制的應(yīng)用與二、簡(jiǎn)單回顧主動(dòng)控制的應(yīng)用與MATLAB應(yīng)用應(yīng)用u三、主動(dòng)控制算法簡(jiǎn)介三、主動(dòng)控制算法簡(jiǎn)介u四、線性二次型最優(yōu)控制的計(jì)算過(guò)程四、線性二次型最優(yōu)控制的計(jì)算過(guò)程及及MATLAB實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制簡(jiǎn)介主動(dòng)控制簡(jiǎn)介u1.概念概念u2.特點(diǎn)特點(diǎn)u3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)u4.控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成u5.工作方式工作方式1.概念概念u結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制需要實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)反應(yīng)結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制需要實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或環(huán)境干擾，采用現(xiàn)代控制理

2、論的主或環(huán)境干擾，采用現(xiàn)代控制理論的主動(dòng)控制算法在精確的結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上動(dòng)控制算法在精確的結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上運(yùn)算和決策最優(yōu)控制力，最后作動(dòng)器運(yùn)算和決策最優(yōu)控制力，最后作動(dòng)器在很大的外部能量輸入下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控在很大的外部能量輸入下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制力。制力。 2.特點(diǎn)特點(diǎn) 主動(dòng)控制需要實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或主動(dòng)控制需要實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或環(huán)境干擾，是一種需要額外能量的控環(huán)境干擾，是一種需要額外能量的控制技術(shù)，它與被動(dòng)控制的根本區(qū)別是制技術(shù)，它與被動(dòng)控制的根本區(qū)別是有無(wú)額外能量的消耗。有無(wú)額外能量的消耗。3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)u優(yōu)點(diǎn)：提高建筑物的抵抗不確定性地面優(yōu)點(diǎn)：提高建筑物的抵抗不確定性地面運(yùn)動(dòng)的能力，減少輸入的干擾力

3、，以及在運(yùn)動(dòng)的能力，減少輸入的干擾力，以及在地震時(shí)候自動(dòng)地調(diào)整結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征等能力地震時(shí)候自動(dòng)地調(diào)整結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征等能力，特別是在處理結(jié)構(gòu)的風(fēng)振反應(yīng)具有良好，特別是在處理結(jié)構(gòu)的風(fēng)振反應(yīng)具有良好的控制效果。的控制效果。u缺點(diǎn)：控制技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴、維護(hù)缺點(diǎn)：控制技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴、維護(hù)要求高。要求高。 4.組成和工作方式組成和工作方式u組成：傳感器、控制器、作動(dòng)器組成：傳感器、控制器、作動(dòng)器u工作方式：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、開(kāi)閉環(huán)。工作方式：開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、開(kāi)閉環(huán)。簡(jiǎn)單回顧應(yīng)用簡(jiǎn)單回顧應(yīng)用u1.主動(dòng)變剛度裝置主動(dòng)變剛度裝置u2.主動(dòng)變阻尼裝置主動(dòng)變阻尼裝置主動(dòng)變剛度主動(dòng)變剛度u工作原理：首先將結(jié)構(gòu)的反應(yīng)反饋至控

4、制器，工作原理：首先將結(jié)構(gòu)的反應(yīng)反饋至控制器，控制器按照事先設(shè)定好的控制算法并結(jié)合結(jié)構(gòu)控制器按照事先設(shè)定好的控制算法并結(jié)合結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，判斷裝置的剛度狀態(tài)，然后將控制信的響應(yīng)，判斷裝置的剛度狀態(tài)，然后將控制信號(hào)發(fā)送至電液伺服閥以操縱其開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)號(hào)發(fā)送至電液伺服閥以操縱其開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同的變剛度狀態(tài)。不同的變剛度狀態(tài)。主動(dòng)變剛度主動(dòng)變剛度u鎖定狀態(tài)（鎖定狀態(tài)（O NO N）：電液伺服閥閥門關(guān)閉）：電液伺服閥閥門關(guān)閉，雙出桿活塞與液壓缸之間沒(méi)有相對(duì)位移，雙出桿活塞與液壓缸之間沒(méi)有相對(duì)位移，斜撐的相對(duì)變形與結(jié)構(gòu)層變形相同，此，斜撐的相對(duì)變形與結(jié)構(gòu)層變形相同，此時(shí)結(jié)構(gòu)附加一個(gè)剛度；時(shí)結(jié)構(gòu)附加一個(gè)剛

5、度；u打開(kāi)狀態(tài)（）：電液伺服閥閥門打打開(kāi)狀態(tài)（）：電液伺服閥閥門打開(kāi)，雙出桿活塞與液壓缸之間有相對(duì)位移開(kāi)，雙出桿活塞與液壓缸之間有相對(duì)位移，液壓缸的壓力差使得液體發(fā)生流動(dòng)，此，液壓缸的壓力差使得液體發(fā)生流動(dòng)，此過(guò)程中產(chǎn)生粘滯阻尼，此時(shí)結(jié)構(gòu)附加一個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生粘滯阻尼，此時(shí)結(jié)構(gòu)附加一個(gè)阻尼。阻尼。主動(dòng)變阻尼主動(dòng)變阻尼工作原理：變孔徑阻尼器以傳統(tǒng)的液壓流工作原理：變孔徑阻尼器以傳統(tǒng)的液壓流體阻尼器為基礎(chǔ)，利用控制閥的開(kāi)孔率調(diào)體阻尼器為基礎(chǔ)，利用控制閥的開(kāi)孔率調(diào)整粘性油對(duì)活塞的運(yùn)動(dòng)阻力，并將這種阻整粘性油對(duì)活塞的運(yùn)動(dòng)阻力，并將這種阻力通過(guò)活塞傳遞給結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)為結(jié)構(gòu)力通過(guò)活塞傳遞給結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)為結(jié)

6、構(gòu)提供阻尼的目的。提供阻尼的目的。主動(dòng)變阻尼主動(dòng)變阻尼u關(guān)閉狀態(tài)（）：開(kāi)孔率一定，液體的關(guān)閉狀態(tài)（）：開(kāi)孔率一定，液體的流動(dòng)速度受限，流動(dòng)速度越小，產(chǎn)生的粘流動(dòng)速度受限，流動(dòng)速度越小，產(chǎn)生的粘滯阻尼力越大，開(kāi)孔率最小時(shí)，提供最大滯阻尼力越大，開(kāi)孔率最小時(shí)，提供最大阻尼力，此時(shí)成為狀態(tài)；阻尼力，此時(shí)成為狀態(tài)；u打開(kāi)狀態(tài)（）：控制閥完全打開(kāi)，打開(kāi)狀態(tài)（）：控制閥完全打開(kāi)，由于液體的粘滯性可提供最小阻尼力。由于液體的粘滯性可提供最小阻尼力。實(shí)例實(shí)例u詳見(jiàn)詳見(jiàn)主動(dòng)控制算法主動(dòng)控制算法u1.主動(dòng)控制算法分類主動(dòng)控制算法分類u2.各種算法簡(jiǎn)單介紹各種算法簡(jiǎn)單介紹簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 目的就是計(jì)算出系統(tǒng)所需控制力 主動(dòng)

7、控制算法是主動(dòng)控制的基礎(chǔ)，它們是跟據(jù)控制理論建立的。 對(duì)控制理論算法要求：在線計(jì)算時(shí)間短、穩(wěn)定性及可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)。 結(jié)構(gòu)控制算法分類：經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論兩類。 經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論 經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論：經(jīng)典控制理論的特點(diǎn)是以輸入輸出特性（主要是傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)）為系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用頻率響應(yīng)法和根軌跡法等圖解分析方法，分析系統(tǒng)性能和設(shè)計(jì)控制裝置。 經(jīng)典控制理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是拉普拉斯變換拉普拉斯變換，占主導(dǎo)地位的分析和綜合方法是頻域方法頻域方法。 經(jīng)典控制理論包括線性控制論、采樣控制理論、非線性控制論、采樣控制理論、非線性控制理論線性控制理論三個(gè)部分?，F(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理

8、論 現(xiàn)代控制理論：現(xiàn)代控制理論：現(xiàn)代算法方法主要在時(shí)域內(nèi),采用狀態(tài)空狀態(tài)空間間法(State Space Method) 來(lái)描述系統(tǒng)的動(dòng)力性態(tài),其數(shù)學(xué)工具為線性代數(shù)、矩陣?yán)碚摵妥兎址ǖ取＞唧w算法：u （1）經(jīng)典線性最優(yōu)控制法u （2）瞬時(shí)最優(yōu)控制法u （3）隨機(jī)最優(yōu)控制法u （4）獨(dú)立模態(tài)空間控制法u （5）模糊控制法u （6）界限狀態(tài)控制法u （7）極點(diǎn)配置法u （8）預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)控制法u （9）H優(yōu)化控制最優(yōu)控制算法最優(yōu)控制算法u通俗來(lái)講：即對(duì)一個(gè)受控的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，從一類允許的控制方案中找出一個(gè)最優(yōu)最優(yōu)的控制方案，使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)在由某個(gè)初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移到指定的目標(biāo)狀態(tài)的同時(shí)，其性能性能指標(biāo)值指標(biāo)值為

9、最優(yōu)。u在工程上，最優(yōu)控制算法以現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)空狀態(tài)空間理論間理論為基礎(chǔ)，采用極值原理，使用最優(yōu)濾波或者動(dòng)態(tài)規(guī)劃等最優(yōu)化方法最優(yōu)化方法，進(jìn)一步求解結(jié)構(gòu)振動(dòng)最優(yōu)控制輸入，當(dāng)被控對(duì)象結(jié)構(gòu)參數(shù)模型可以被精確建模，并且激勵(lì)和測(cè)量信號(hào)比較確定時(shí)，采用最優(yōu)算法設(shè)計(jì)控制器可以較容易地取得控制效果，在振動(dòng)主動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。u最優(yōu)控制法根據(jù)具體算法又可分為經(jīng)典線性最優(yōu)控制法、瞬時(shí)最優(yōu)控制法、隨機(jī)最優(yōu)控制法等等，下面簡(jiǎn)單介紹：經(jīng)典線性最優(yōu)控制法經(jīng)典線性最優(yōu)控制法u該算法基于現(xiàn)代控制理論,以線性二次型性能指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)來(lái)確定控制力與狀態(tài)變控制力與狀態(tài)變量量之間的關(guān)系式。目標(biāo)函數(shù)中采用權(quán)矩陣來(lái)協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)性

10、與安全性之間的關(guān)系,需求解Riccati方程。由于該算法忽略了荷載項(xiàng),嚴(yán)格說(shuō)來(lái),由它得到的控制不是最優(yōu)控制;但數(shù)值分析和有限的試驗(yàn)證明,這一控制算法雖然不是最優(yōu)的,但是可行的和有效的。 瞬時(shí)最優(yōu)控制法瞬時(shí)最優(yōu)控制法u該算法以瞬時(shí)狀態(tài)反應(yīng)和控制力瞬時(shí)狀態(tài)反應(yīng)和控制力的二次型作為目標(biāo)函數(shù),在動(dòng)荷載作用的時(shí)間范圍內(nèi),每一瞬時(shí)都實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)函數(shù)最小化。該算法不需求解Riccati方程,計(jì)算量減小;增益矩陣與受控結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)特性無(wú)關(guān),控制系統(tǒng)的魯棒性能較好;具有時(shí)間步進(jìn)性,可推廣用于非線性、時(shí)變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。但該算法只是一種局部最優(yōu)控制算法,從控制結(jié)構(gòu)最大反應(yīng)這個(gè)意義上講,仍然不是最優(yōu)控制。u對(duì)比來(lái)講：隨機(jī)最優(yōu)

11、控制法隨機(jī)最優(yōu)控制法 使隨機(jī)控制系統(tǒng)的某個(gè)性能指標(biāo)泛函泛函取極小值的控制稱為隨機(jī)最優(yōu)控制。由于存在隨機(jī)因素，這種性能指標(biāo)泛函需要表示為統(tǒng)計(jì)平均（求數(shù)學(xué)期統(tǒng)計(jì)平均（求數(shù)學(xué)期望）望）的形式： 隨機(jī)最優(yōu)控制有兩個(gè)重要的性質(zhì)。由于存在不確定性，控制作用常寧可取得弱一些，保守一些。這稱為謹(jǐn)慎控制謹(jǐn)慎控制。另一方面為更好和更快地進(jìn)行估計(jì)，必須不斷激發(fā)系統(tǒng)中各種運(yùn)動(dòng)模式，為此需要加入一些試探作用試探作用。試探作用的大小，則根據(jù)增加的誤差、直接費(fèi)用和所帶來(lái)的好處等因素加以折衷權(quán)衡進(jìn)行選擇。謹(jǐn)慎和試探已成為設(shè)計(jì)隨機(jī)控制策略的兩個(gè)重要原則。 模態(tài)控制法模態(tài)控制法將系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的振動(dòng)置于模態(tài)空間中考察，無(wú)限自由度系統(tǒng)

12、在時(shí)間域內(nèi)的振動(dòng)通常可以用低階自由度系統(tǒng)在模態(tài)空間內(nèi)的振動(dòng)足夠近似地描述，這樣無(wú)限自由度系統(tǒng)的振動(dòng)控制可轉(zhuǎn)化為在模態(tài)空間內(nèi)少量幾個(gè)模態(tài)的振動(dòng)控制，亦即控制模態(tài)，這種方法稱為模態(tài)控制法。分為模態(tài)耦合控制與獨(dú)立模態(tài)控制模態(tài)耦合控制與獨(dú)立模態(tài)控制，后者可實(shí)現(xiàn)對(duì)所需控制的模態(tài)進(jìn)行獨(dú)立的控制，不影響其它未控的模態(tài)，具有易設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，是目前模態(tài)控制中的主流方法主流方法。前者的各階模態(tài)的控制力依賴于所有被控模態(tài)坐標(biāo)的值，計(jì)算復(fù)雜，但同時(shí)也說(shuō)明一個(gè)作動(dòng)器對(duì)所有模態(tài)均有控制作用，因此可以達(dá)到減少作動(dòng)器的目的，減小成本。獨(dú)立模態(tài)空間法獨(dú)立模態(tài)空間法u獨(dú)立模態(tài)空間控制法是基于振動(dòng)體系振型分解的概念建立的,多個(gè)自由度

13、體系的運(yùn)動(dòng)方程由正交原理可分解為個(gè)獨(dú)立的對(duì)應(yīng)不同模態(tài)的單自由度運(yùn)動(dòng)方程,對(duì)各模態(tài)可分別進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。模態(tài)控制作用通過(guò)模態(tài)的參與矩陣進(jìn)行線性變換來(lái)求解,再由模態(tài)控制作用得出結(jié)構(gòu)控制作用。為了節(jié)省時(shí)間,控制設(shè)計(jì)可只針對(duì)幾個(gè)主要振型進(jìn)行。u該算法的先決條件是結(jié)構(gòu)必須可控而且可觀測(cè)可控而且可觀測(cè)。嚴(yán)格來(lái)講,獨(dú)立模態(tài)控制的必要條件是控制器布滿體系的所有自由度,但作為一種近似方法,控制器數(shù)目少于體系自由度時(shí),亦可應(yīng)用此法,只是所截取的振型數(shù)目要和控制器的數(shù)目相同。模態(tài)空間法模態(tài)空間法具體的過(guò)程見(jiàn)具體的過(guò)程見(jiàn)界限狀態(tài)控制法界限狀態(tài)控制法u根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和舒適性要求,預(yù)先給定結(jié)構(gòu)反應(yīng)的限值。一旦實(shí)際

14、結(jié)構(gòu)反應(yīng)超出限值,則控制系統(tǒng)啟動(dòng),利用外加控制力減低結(jié)構(gòu)反應(yīng),這就是界限狀態(tài)。u該算法控制目標(biāo)明確,實(shí)施簡(jiǎn)便,在線計(jì)算量小,適用于線性和非線性系統(tǒng)。u界限狀態(tài)控制法盡管在控制力計(jì)算中建立了目標(biāo)函數(shù),但脈沖控制力的施加在本質(zhì)上仍是試探性和直接推斷的,因此：它不是最優(yōu)控制法。自適應(yīng)控制算法自適應(yīng)控制算法u自適應(yīng)算法自適應(yīng)算法的思想是指根據(jù)處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征自動(dòng)調(diào)整處理方法、處理順序、處理參數(shù)、邊界條件或約束條件,使其與所處理數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布特征、結(jié)構(gòu)特征相適應(yīng),以取得最佳的處理效果u自適應(yīng)控制算法不要求不要求結(jié)構(gòu)參數(shù)模型嚴(yán)格精確，因此具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。通常，自適應(yīng)控制算法需要大量估計(jì)參數(shù)，與一般常規(guī)

15、控制器相比，自適應(yīng)控制器變得特別復(fù)雜。自適應(yīng)控制器由參考模型和對(duì)象間輸出誤差反饋等信號(hào)的線性組合構(gòu)成。若選擇一個(gè)低階參考模型，那么，自適應(yīng)控制器中需要計(jì)算的參數(shù)就會(huì)減少。自適應(yīng)控制算法自適應(yīng)控制算法u自適應(yīng)控制大致可分為自適應(yīng)前饋控制、自校正控制和模型參考自適應(yīng)控制三大類。u結(jié)構(gòu)振動(dòng)自校正控制是一種將受控結(jié)構(gòu)參數(shù)在線辨識(shí)與控制器參數(shù)整定相結(jié)合的控制方式?？刂茣r(shí)辨識(shí)器根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出信息,在線地辯識(shí)系統(tǒng)的模型參數(shù)或狀態(tài),并自動(dòng)校正控制律。這樣,結(jié)構(gòu)可以根據(jù)狀態(tài)和干擾特性的變化自動(dòng)校正控制動(dòng)作,達(dá)到輸出方差最小的控制目的。智能控制算法智能控制算法u現(xiàn)代控制理論雖然從理論上解決了系統(tǒng)的可控性、可觀

16、測(cè)性、穩(wěn)定性及許多復(fù)雜系統(tǒng)的控制問(wèn)題，但其各種控制方法都是以控制對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的，而土木工程結(jié)構(gòu)是非線性、強(qiáng)耦合、多變量、不確定性非線性、強(qiáng)耦合、多變量、不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)。土木工程結(jié)構(gòu)包括受力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和不受力的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算和控制建模時(shí)通常不考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的效應(yīng)，因此，建成后的實(shí)際結(jié)構(gòu)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和質(zhì)量變化都將影響結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的計(jì)算模型；此外，實(shí)際結(jié)構(gòu)在諸如地震那樣的強(qiáng)烈動(dòng)力作用下可能進(jìn)入非線性，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度可能發(fā)生退化，實(shí)際結(jié)構(gòu)的模型修正將是結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制一個(gè)突出的問(wèn)題。u因此，研究不依賴精確計(jì)算模型、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單的模糊控制算法以及具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)和逼近非線性映射能

17、力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和控制算法是結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。 分類分類u智能控制是一門新興的理論和技術(shù)，具有能對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行有效的全局控制全局控制，并有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力容錯(cuò)能力，同時(shí)具有以知識(shí)表示的非數(shù)學(xué)廣義模型和以數(shù)學(xué)模型表示的混合混合控制控制等特點(diǎn)。智能控制還具備學(xué)習(xí)功能、學(xué)習(xí)功能、適應(yīng)功能和組織功能適應(yīng)功能和組織功能。智能控制的控制器是數(shù)學(xué)解析形式和知識(shí)系統(tǒng)相結(jié)合的廣義廣義模型模型。目前，智能控制的研究主要集中在模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、進(jìn)化計(jì)算及三者的相互結(jié)合上。 模糊控制法模糊控制法 模糊控制是近代控制理論中建立在模糊集合論基礎(chǔ)上的一種基于語(yǔ)言規(guī)則與模糊推理的控制理論，與傳統(tǒng)控制理論

18、相比，模糊控制有兩大不可比擬的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：第一，模糊控制在許多應(yīng)用中可以有效且便捷的實(shí)現(xiàn)人的控制策略和經(jīng)驗(yàn)人的控制策略和經(jīng)驗(yàn)，第二，模糊控制不需要不需要被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型即可實(shí)現(xiàn)較好的控制，這是因?yàn)楸豢貙?duì)象的動(dòng)態(tài)特性已隱含在模糊控制器輸入、輸出模糊集及模糊規(guī)則中。所以模糊控制被越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 模糊控制是為了解決其他控制算法需要精確模型，并且精確模型獲取后，對(duì)擾動(dòng)有時(shí)候魯棒性差的問(wèn)題而提出的。 因?yàn)槟：刂撇恍枰獙?duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行精確地計(jì)算,直接根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出特性給出控制指令,因此其控制雖然不是最優(yōu)的,但是是有效的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制u利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)掌握被控結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能，當(dāng)建

19、筑結(jié)構(gòu)遭遇地震時(shí)，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)所掌握的結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能以及結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)和結(jié)構(gòu)所受的外部激勵(lì)之間的關(guān)系，對(duì)結(jié)構(gòu)控制驅(qū)動(dòng)器輸出一個(gè)控制信號(hào)，由驅(qū)動(dòng)器提供動(dòng)力對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)進(jìn)行控制。u步驟為：首先，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)已有的反應(yīng)時(shí)程和控制信號(hào)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)以后的反應(yīng)，即采用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模仿器模仿結(jié)構(gòu)反應(yīng)并評(píng)估控制信號(hào)與系統(tǒng)反應(yīng)之間的敏感程度，在模仿的過(guò)程的每一小時(shí)段均對(duì)控制信號(hào)加以校正，使控制器產(chǎn)生所需的控制力，其大小是由控制目標(biāo)決定的；然后，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模仿器的幫助下訓(xùn)練一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)來(lái)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)反應(yīng)與控制信號(hào)和校正后控制信號(hào)之間的關(guān)系。這樣，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的控制系統(tǒng)可以根據(jù)結(jié)構(gòu)已有的反應(yīng)時(shí)程和控制信號(hào)的時(shí)程，給出一個(gè)當(dāng)前的控制信號(hào)，從而對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)進(jìn)行有效的控制。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制u神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的非線性建模和預(yù)測(cè)能力，但推理和控制的能力較弱，而模糊控制具有很強(qiáng)的不精確語(yǔ)言表達(dá)和推理的能力，能有效地控制難以建立精確模型的系統(tǒng)，兩者結(jié)合不僅相互彌補(bǔ)了各自的不足，而且可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)模型的定性知識(shí)表達(dá)和定量數(shù)值處理，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。 u由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能時(shí)，自動(dòng)學(xué)習(xí)了結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中時(shí)滯等因素的影響，因此，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中不存在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)具有時(shí)滯的問(wèn)題，而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)也適用于非線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)指出，采用