基于多学科设计优化和遗传算法的智能桁架结构振动控制研究

项目名称： 基于多学科设计优化和遗传算法的智能桁架结构振动控制研究

项目编号： No.11302066

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 高瑞贞

作者单位： 河北工程大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 对于大型空间智能桁架结构，同时把结构尺寸、形状、拓扑、主动杆件布置和控制参数作为设计变量，进行振动控制的集成优化，使得该优化问题的设计空间很大，计算量大是一个亟待解决的问题。本项目基于系统最小储存能准则，引入模态耗散能因子和模态应变能因子的概念，建立结构布局和主动杆件布置集成多目标优化模型，基于多学科设计优化理论和改进多目标遗传算法进行求解，得到智能桁架结构和主动杆件的最优布局，使用改进多目标遗传算法对结构进行模糊控制，使智能桁架结构达到最优的振动主动控制效果。通过仿真实验，验证方法的有效性。这种集成优化设计的方法，不但节省材料，满足航天结构经济性、实用性等要求，而且最大程度的抑制了结构的振动，更好的满足空间飞行任务的要求。

中文关键词： 智能桁架结构；振动控制；模糊控制；多学科设计优化；遗传算法

英文摘要： In this work, the integrated optimization for vibration of large space intelligent truss structures is discussed. The design variables include member size, structural shape, logic design variables of structural topology, the number and placements of actuators/the number of controlled modes as well as the control parameters. The optimization problem increases the computational expense. Based on the principle of minimal energy stored in the structures, while concept of modal dissipation energy factor and modal strain energy factor are introduced, the multiobjective optimization model is established and solutions are obtained by using multidisciplinary design optimization and genetic algorithms. The simulation results show the method is reliable and valid for the integrated optimization of intelligent truss structures vibration suppression.

英文关键词： intelligent truss structure；vibration control；fuzzy control；multidisciplinary design optimization；genetic algorithm