改进遗传算法的结构随机控制系统优化分析

梅真　郭子雄　高毅超

摘要：结构主动/半主动控制效果与输入动力作用的性质、主动/半主动控制算法、减振装置的设置数目和位置等因素有关。为解决随机激励作用下、结构控制系统中控制器参数优化与作动器优化配置问题，提出一种改进的遗传算法。该遗传算法采用随机竞争与最佳保留相结合的选择策略，以提高计算效率；为避免交叉和变异操作产生违反约束条件的个体，发展了改进的二进制单点交叉和改进的单基因座与双基因座变异。数值算例分析表明，提出的改进的遗传算法计算精度高，收敛速度快，是一种有效的结构控制系统一体化优化分析方法。

关键词：结构振动控制；随机激励；最优控制；优化；遗传算法

中图分类号：TU352.1

文献标志码：A

文章编号：1004-4523（2017）01-0093-07

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2017.01.013

引言

结构振动控制作为一种有效的结构保护技术受到越来越广泛关注。同时注意到，结构主动/半主动控制效果与输入动力作用的性质、主动/半主动控制算法、减振装置的设置数目和位置等因素有关。因此，有必要进行结构控制系统优化分析。

作动器/阻尼器的优化配置主要有两类分析方法：序列法和随机搜索法，其中，序列法又可分为累积法和逐步消去法。累积法是不断地从剩余的可选位置中，按照一定的准则选取一个最优的加到优化配置中去，直到达到预定的数目为止。李杰和彭勇波等在减振装置拓扑优化分析中采用了该方法。逐步消去法与累积法正好相反，它每次从剩余的可选位置中去掉一个或多个对优化目标函数贡献最小或较小的位置，直到只剩下预定数目的优化位置为止。……