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Active control of structures using genetic algorithms.

机译：使用遗传算法主动控制结构。

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摘要

A new genetic algorithm-based control design methodology is proposed in this study. With this approach, the adaptive and self-organizing capabilities of genetic algorithms are utilized to design controllers to protect civil structures from the excessive vibration and damage caused by extreme environmental loads. The feasibility of this approach is verified by designing genetic algorithm-based controllers to reduce earthquake-induced and wind-induced vibrations. The seismically excited three-story scaled model building and the wind-excited 76-story high-rise building, which are benchmark problems initiated by the ASCE Committee on Structural Control, are selected as case studies. An active mass driver and an active tuned mass damper are control devices used for earthquake and wind loadings, respectively.; The methodology developed three major design aspects: a genetic algorithm-based control parameter optimization based on the real design criteria, a state space reconstruction technique for estimating the full state of a structure using accelerations measured from sensors installed on the structure, and the robustness of controllers to sensor noise and model uncertainty. These three topics are investigated in this study. Controllers are designed using different robustness criteria, and the results are compared and discussed. Results are also examined with other well-known control methods on the same evaluation criteria to provide a comparison. The proposed methodology has great potential to develop a general control design environment for various controllers including neuro and fuzzy controllers.
机译：本研究提出了一种新的基于遗传算法的控制设计方法。通过这种方法，遗传算法的自适应和自组织能力被用于设计控制器，以保护民用建筑免受极端环境负荷引起的过度振动和破坏。通过设计基于遗传算法的控制器来减少地震和风引起的振动，可以验证这种方法的可行性。案例研究选择了由ASCE结构控制委员会提出的基准问题-地震激发的三层比例模型建筑和风激发的76层高层建筑。主动质量驱动器和主动调谐质量阻尼器分别是用于地震和风荷载的控制设备。该方法论开发了三个主要的设计方面：基于真实设计标准的基于遗传算法的控制参数优化，状态空间重构技术，用于使用安装在结构上的传感器测得的加速度来估计结构的完整状态，以及鲁棒性传感器噪声和模型不确定性的控制器。在此研究中对这三个主题进行了研究。使用不同的鲁棒性标准设计控制器，并对结果进行比较和讨论。还使用其他众所周知的控制方法，以相同的评估标准检查结果，以进行比较。所提出的方法具有很大的潜力，可以为包括神经和模糊控制器在内的各种控制器开发通用的控制设计环境。

著录项

  • 作者

    Kim, Yoon-Jun.;

  • 作者单位

    University of Illinois at Urbana-Champaign.;

  • 授予单位 University of Illinois at Urbana-Champaign.;
  • 学科 Engineering Civil.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2000
  • 页码 124 p.
  • 总页数 124
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 建筑科学;
  • 关键词

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