Optimal Adaptive and Predictive Control System of Buildings by Neuro-Fuzzy Systems

神经模糊系统的建筑物最优自适应和预测控制系统

基本信息

  • 批准号:
    06650633
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

To develop the effective control system of buildings, it should be necessary to take account of special features such as complexity, uncertainty of future loading. In this research, optimal adaptive and predictive control systems of buildings against earthquake loading are developed based on fuzzy theory, neural network and genetic algorithm. These system have following special features ; (1) Target responses and control variables are described with membership function, (2) Real time prediction of earthquake input and structural identification are performed, and (3) Optimization is performed by fuzzy maximizing decision. As for the prediction of earthquake input, conditioned fuzzy set rules and neural network are employed. As for the structural identification, piece-wise linear response equations and neural network are employed. The systematic selection method of the training data of neural network for the structural identification are also developed by genetic algorithm. Objective structures are assumed 1,2 and 5-degree-of-freedom systems with active mass driver at the top of it. An equivalent variable mass system is employed as an active control method. Total active control systems for these structures are developed and digital simulations are carried out. The results show that proposed control systems can control the structural responses in accordance with the assumed membership functions. Consequently, it is proved that the proposed active control methods are effective for the control of buildings. Thorough this research, we can get al lot of basic data and systems on the fuzzy optimal control system of buildings.
为了开发建筑物的有效控制系统,有必要考虑诸如复杂性、未来荷载的不确定性等特殊特征。在这项研究中,基于模糊理论、神经网络和遗传算法,开发了建筑物抗地震荷载的最优自适应和预测控制系统。这些系统具有以下特点; (1)用隶属函数描述目标响应和控制变量,(2)进行地震输入的实时预测和结构识别,(3)通过模糊最大化决策进行优化。对于地震输入的预测,采用条件模糊集规则和神经网络。对于结构识别,采用分段线性响应方程和神经网络。遗传算法还发展了用于结构识别的神经网络训练数据的系统选择方法。假设目标结构为 1,2 和 5 自由度系统,其顶部有主动质量驱动器。采用等效变质量系统作为主动控制方法。开发了这些结构的总体主动控制系统并进行了数字模拟。结果表明,所提出的控制系统可以根据假设的隶属函数控制结构响应。结果表明,所提出的主动控制方法对于建筑物的控制是有效的。通过这项研究,我们可以获得关于建筑物模糊优化控制系统的大量基础数据和系统。

项目成果

期刊论文数量(58)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
谷明勲,船曵潤,山田裕之,河村廣: "フィードバック型ニューラルネットワークファジィ理論を用いた建築構造物の最適制御システム" 第9回日本地震工学シンポジウム論文集. 1909-1914 (1994)
Isao Tani、Jun Funahiki、Hiroyuki Yamada、Hiroshi Kawamura:“使用反馈神经网络模糊理论的建筑结构优化控制系统”第 9 届日本地震工程研讨会论文集 1909-1914 年(1994 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
谷明勲,河村廣: "ニューラルネットワークを用いた建築構造物の応答予測に関する研究-建築構造物のアクティブ制御を対象として-" 計測自動制御学会関西支部シンポジウム「モデリングとシステム同定の最前線」. 71-74 (1995)
Isao Tani、Hiroshi Kawamura:“使用神经网络对建筑结构的响应预测的研究 - 以建筑结构的主动控制为目标 -”仪器与控制工程师协会关西分会研讨会“建模和系统识别的前沿”71-74(1995)。 )
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tani, A., and Kawamura, H.: "Fuzzy Optimal Control System of Buildings by Neural Network with Feedback Loops (In Case of Two-Degree-of-Freedom System)" Proc.of 17th Symposium on Computer Technology of Information, Systems and Application. 439-444 (1994)
Tani, A. 和 Kawamura, H.:“带反馈环路的神经网络的建筑物模糊最优控制系统(在二自由度系统的情况下)”第 17 届信息、系统计算机技术研讨会论文集
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
谷明勲,河村廣: "フィードバックを有するニューラルネットワークを用いた建築構造物の最適ファジィ制御システム(2質点系の場合)" 日本建築学会,第17回情報システム利用技術シンポジウム論文集. 439-444 (1994)
Isao Tani、Hiroshi Kawamura:“使用反馈神经网络的建筑结构最优模糊控制系统(对于两质量系统)”第 17 届信息系统利用技术研讨会论文集,日本建筑学院 439-444(1994 年)。
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    0
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  • 通讯作者:
Tani, A., Funabiki, J., Yamada, H.and Kawamura, H.: "Optimal Control System of Buildings by Feedback Neural Network and Fuzzy Theory" Proc.of 9th Japan Earthquake Engineering Symposium. Vol.B. 1909-1914 (1994)
Tani, A.、Funabiki, J.、Yamada, H. 和 Kawamura, H.:“基于反馈神经网络和模糊理论的建筑物优化控制系统”第 9 届日本地震工程研讨会论文集。
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