遺伝的アルゴリズムを用いた構造物のファジィ最適振動制御に関する研究

本研究では、まず最適制御理論、遺伝的アルゴリズム(以下GAと称す)を用いたファジィ制御、人間の経験によってメンバーシップ関数の調整を行ったファジィ制御について、その制振効果の比較検討を行うため、パソコンを用いて3層の塔状構造物に対する振動制御シミュレーションを実施した。自由振動に対する制振に関しては、3者ともほぼ同程度の振動抑制効果が得られた。解析結果より、制御力の発生履歴を比較すると、ファジィ制御においてGAを用いた場合の方が、人間の経験による場合よりもその積分量は少なく、したがってGAを用いたファジィ制御の方がかなり効率のよい制御が可能であることが判明した。また、最適制御理論とファジィ制御理論の比較において、前者は指数関数的な減衰特性を示し、後者に関しては、直線的な減衰効果を有することが認められた。さらに、地震波入力による解析においても、ほぼ同様な制振効果が確認され、具体的には非制御時に比して約60%の振幅抑制効果が得られた。次に、自由振動に対する実験においては、最適制御ならびにGAを用いたファジィ制御は解析とほぼ一致する結果が得られたが、人間の経験による調整を行った場合に関しては十分な制振効果が発揮されないことが判明した。地震波入力による強制加振実験では、GAを用いた場合が最もよい制振性能を有することが確認された。したがって、以上の結果より、このような問題におけるGAの適用はきわめて妥当であると考えられる。

本研究では、まず最適制御理論、遺伝的アルゴリズム(以下GAと称す)を用いたファジィ制御、人間の経験によってメンバーシップ関数の調整を行ったファジィ制御について、その制振効果の比較検討を行うため、パソコンを用いて3層の塔状構造物に対する振動制御シミュレーションを実施した。自由振動に対する制振に関しては、3者ともほぼ同程度の振動抑制効果が得られた。解析結果より、制御力の発生履歴を比較すると、ファジィ制御においてGAを用いた場合の方が、人間の経験による場合よりもその積分量は少なく、したがってGAを用いたファジィ制御の方がかなり効率のよい制御が可能であることが判明した。また、最適制御理論とファジィ制御理論の比較において、前者は指数関数的な減衰特性を示し、後者に関しては、直線的な減衰効果を有することが認められた。さらに、地震波入力による解析においても、ほぼ同様な制振効果が確認され、具体的には非制御時に比して約60%の振幅抑制効果が得られた。次に、自由振動に対する実験においては、最適制御ならびにGAを用いたファジィ制御は解析とほぼ一致する結果が得られたが、人間の経験による調整を行った場合に関しては十分な制振効果が発揮されないことが判明した。地震波入力による強制加振実験では、GAを用いた場合が最もよい制振性能を有することが確認された。したがって、以上の結果より、このような問題におけるGAの適用はきわめて妥当であると考えられる。