[发明专利]一种半主动模糊控制方法

权利要求书

1.一种半主动模糊控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：针对地震波激励下的磁流变阻尼器建筑结构体系建立运动方程，推导其状态空间方程，并将结构响应作为模糊控制器的输入；

步骤S2：建立基于控制结构响应的多目标函数和适应度函数；

步骤S3：对乌鸦搜索算法进行改进；

步骤S4：用改进的乌鸦搜索算法对模糊控制器进行优化设计；

步骤S5：根据步骤S4优化得到的模糊控制器最优参数，确定最优的模糊控制器，从而确定最优的磁流变阻尼器控制电压；

步骤S6：利用步骤S5得到的最优的磁流变阻尼器控制电压，借助磁流变阻尼器的正向模型，利用仿真平台确定最优阻尼力，实现对建筑结构的半主动模糊控制；

步骤S2中，为了兼顾结构的安全性和其间人员的舒适性，将所述多目标函数定为最小化结构的位移和加速度的最大值和均方根值，所述多目标函数为：

Obj＝w×Obj₁+(1-w)×Obj₂；

其中，

Obj₁＝w₁J₁+(1-w₁)J₂；

Obj₂＝w₂J₃+(1-w₂)J₄；

式中，x_i(t)和分别是受控时第i层的位移和加速度；x_unc和分别是无控时的最大位移和最大加速度；x_rms,unc和分别是无控时位移的均方根值和加速度的均方根值；J₁和J₂是分别使最大位移响应和最大加速度响应最小化的单目标函数，J₃和J₄是分别使位移响应的均方根值和加速度响应的均方根值最小化的单目标函数，w、w₁以及w₂是反映相对重要性的权重系数；在改进乌鸦搜索算法中，将该多目标函数作为适应度函数F；由于这是求最小解的问题，因此在优化过程中适应度越小越好；

其中所述位移和加速度分别为相对位移和绝对加速度。

2.根据权利要求1所述的一种半主动模糊控制方法，其特征在于：步骤S3具体包括：

一、根据模糊控制器的优化参数的特点，采用连续型和离散型相混合的编码形式，并提出相应的离散型编码更新策略；

二、为了提高收敛效率并防止搜索陷入局部最优解，对被跟踪的乌鸦进行优选；

三、在原始乌鸦搜索算法的基础上，对每只乌鸦位置的更新方案进行改进。

3.根据权利要求2所述的一种半主动模糊控制方法，其特征在于：第一点具体为：

针对模糊控制器的隶属函数参数和输入量化因子，采用原始乌鸦搜索算法的编码形式；针对模糊控制器的模糊规则，采用离散型编码形式。

4.根据权利要求3所述的一种半主动模糊控制方法，其特征在于：所述离散型编码形式具体为：假设输出语言变量的数量为p，则针对每条模糊规则，用从1到p这p个整数对其相应的语言变量进行编码；代表模糊规则的编码段的更新方法如下所示：

式中，k是迭代次数；j∈[1，N]；Xd_i是乌鸦i的位置X_i中代表模糊规则的编码段；Md_j是乌鸦j食物藏匿记忆位置M_j中代表模糊规则的编码段；Yd_i是随机产生的二进制序列；Xd_i、Md_j和Yd_i的长度均为len₁；N代表乌鸦种群的大小。