资源描述：
《基于压电材料的智能主动控制2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、学习汇报压电智能材料用于结构振动主动控制的研究钟声1.基于遗传算法的反馈参数优化2.致动器传感器的位置优化主要内容：主动控制系统的优化模型考虑如下单自由度振动系统：（1）其中等式左边是刚性基础的运动微分方程，右边是基础运动+反馈控制力基于遗传算法的反馈参数优化张春良(哈工大出版)设反馈控制力为：（2）其中，k1,k2,k3——加速度反馈增益、速度反馈增益、位移反馈增益；k4,k5,k6——相对加速度反馈增益、相对速度反馈增益、相对位移反馈增益将（2）代入（1）得到：对上式进行拉氏变换得频响函数，于是可以得到振动传递率：并取（5）式的积分最小值为优化目标函数（单一信号能找到最优解，随机信号不能）
2、即优化目标函数为：（1）确定编码方法采用二进制编码形式,假设6个决策变量k1、k2、k3、k4、k5、k6的定义域为0～100。现用长度为10位的二进制编码串来分别表示这6个决策变量。10位二进制编码串可以表示从0到1023之间的1024个不同的数,因而将k1、k2、k3、k4、k5、k6的定义域离散化为1023个均等的区域,包括两个端点在内共有1024个不同的离散点。从离散点0到离散点100,依次分别对应于从0000000000(0)到1111111111(1023)之间的二进制编码。再将分别代表k1、k2、k3、k4、k5、k6的6个10位长的二进制编码串连接在一起,组成一个60位长的二进
3、制编码串,它就构成了振动主动控制系统反馈参数优化问题的染色体编码方法。（2）确定解码方法。解码时需要将60位长的二进制编码串切断为6个10位长的二进制编码串,分别记为然后分别将它们转换为对应的十进制整数代码,分别记为yj。显然有依据个体编码方法和对定义域的离散化方法可知,将十进制整数代码yj转换为定义域内对应的变量kj的解码公式为(3)产生初始种群。一个个体由串长为10的随机产生的二进制串组成染色体的基因码,可以产生一定数目的个体组成种群,种群的大小就是种群中的个体数目。(4)计算适应度。对于个体的适应度计算,考虑到前述的两种目标函数均大于零,但是求函数最小值,因而采用目标函数的倒数作为适应度
4、函数:F(ki)=1/TDa或F(ki)=1/SDa(5)遗传操作。遗传算法包括三个基本操作,即选择、交叉和变异。运算使用比例选择算子,交叉运算使用单点交叉算子,变异运算使用基本位变异算子。上述5个步骤构成了振动主动控制系统反馈参数优化的基本遗传算法。选取种群大小为80，选取交叉概率pc=0.30,变异概率pm=0.05，取终止进化代数为500，分别对频率比ω/ωn为0.01、0.1、1、10四种情况进行优化计算,结果如下:(1)ω/ωn=0.01时,最佳样本为SBest=[000000000011111111111111111111111111111100000000000000000000
5、],解码得:k1=0,k2=100,k3=100,k4=100,k5=0,k6=0。(4)ω/ωn=10时,最佳样本为SBest=[111111111111111111110000000000000000000100000000000001011010],解码得k1=100,k2=100,k3=0,k4=0.0978,k5=0,k6=8.7977经过公式推导，得到系统的可控性量度矩阵P与可观测性量度矩阵S。致动器：分析表明致动器应放置在可控性量度矩阵P范数最大的地方，也就是系统振动变形最大的地方，并使每个被控模态都有一个致动器，且致动器不应位于或接近于被控模态振型的节点或节线处。致动器和传感器
6、位置优化传感器（可观测量度矩阵S范数最大）对于所采取的传感器配置方式，希望系统输出能量最大，这可通过使S的范数最大来实现。同样，传感器应尽可能布置在系统变形最大处，且不应相互靠近，以使相互干扰最少，提高系统敏感性。对比发现，S范数最大的地方P的范数也是最大的，这就导致了致动器与传感器的配置问题。谢谢！2012.3.5
