実験とニューラルネットワークを併用した構造系の同定と構造系と制御系の同時最適設計

结合实验和神经网络进行结构系统识别以及结构系统和控制系统的同步优化设计

基本信息

批准号：
07650294
负责人：
山川宏
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は次のような手順に従って研究は遂行された.(1)振動実験,荷重実験の実施-幾つかの既存の構造物に対してインパルスハンマーによる打撃実験や応答実験,荷重実験を行い,そのデータをコンピュータ上に保存した.また,弱い非線形性を考慮させるために,時間的に変化する系に対する実験も行った.(2)機械構造の特性マトリクスの同定システムの開発-(1)で得られた実験データを基に機械構造のパラメータと各種特性(例えば,固有振動数や応力等)の関数関係を同定できるような階層型のニューラルネットワークを構築し,その精度を検討しながら同定精度の向上を図った.(3)構造系の最適設計問題の設定-軽量化,静特性,動特性の向上などを目的としたパラメータの最適化としての最適設計問題を設定した.(4)制御系の最適設計問題の設定-制御系のフィードバックゲイン等を最適化する問題を設定した.(5)同時最適設計手法の開発-上記の設定した2つの最適設計問題を同時に解くために同定システムと同じ型の階層型ニューラルネットワークを導入したシステムの開発をはかり,その精度の向上をさせた.また,数値計算例を通じてその有効性を検討した.(6)統合システムの整備-(5)で開発したシステムに対してマルチメディアを活用した入出力関係を整備した.

今年，根据以下步骤进行了研究：（1）振动和负载实验的实施 - 使用IMPULSE锤锤执行影响实验，响应实验和对几种现有结构进行负载实验，并且数据存储在计算机上。此外，对随着时间的变化的系统进行了实验，以允许考虑弱的非线性。（2）开发用于识别机械结构特征矩阵的系统 - 基于（1）中获得的实验数据，构建了一个层次神经网络，以识别机械结构和各种属性参数之间的功能关系（例如，固有频率，压力等），以及确定标识的准确性，同时改善了该结构的准确性。（3）设定了施工系统的最佳设计问题 - 设定了减轻重量，静态特征和动态特征的最佳设计问题。（4）为控制系统设定最佳设计问题 - 优化控制系统的反馈增益等。（5）开发同时最佳设计方法 - 解决上述两个最佳设计问题，我们开发了一个系统，该系统引入了与识别系统相同类型的层次神经网络，并提高了其准确性。我们还通过数值计算示例检查了其有效性。（6）建立集成系统 - 我们使用多媒体为（5）中开发的系统开发了输入/输出关系。