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中心技術報告

NCREE-2003-035

時間 2003-12-01
標題 光纖光柵感測器之類神經網路結構控制研究(II)
作者 [張國鎮] [邱仁彰] [林子剛]
摘要 本文延續國科會之「光纖光柵感測器類神經網路智慧型結構之應用」第二年度計畫;並由上一年度,林子剛博士所著之「光纖光柵感測器之類神經網路結構控制研究」[37]之成果,其所提出的控制方法中,事先建立類神經光纖光柵感測轉換器(Neuro-FBG converters [37] )來重建與預估結構物之狀態,若應用於實際結構物需透過強迫震動或自由振盪試結果,進行訓練Neuro-FBG converters。但就類神經網路的預測與學習效果屬內插性質,因此,無法預測與重建高於訓練強度下之結構狀態,若直接提高外力擾動,則有使結構物受損之虞,這使得該方法可能在實際應用將遭受困難。 為解決上述問題,遂於本文提出一簡化可行之改進方法,以一相對位移-應變關係係數來描述位移及應變間之關係來直接預測結構反應,並藉由所預測之位移及速度反應,搭配預先設計之控制目標,搜索最佳控制力並作為訓練類神經網路控制器﹙Neuro-FBG controller﹚之依據。使得整體類神經網路的訓練僅於計算機上作業即可,並可輸入多種地震作為訓練樣本,使整體設計過程單純化,並將問題簡化為系統識別所得之動力參數是否能有效描述結構行為而已。並依本文所提之控制方法,另行設計一縮尺模型,做單軸向主動控制試驗以驗證其可行性。在理論分析及試驗部分,也分別考慮對不同動力參數、訓練樣本總數與輸入參數做一完整比較,提供於實際設計之最佳建議。配合整體的類神經網路結構,針對本文所提之類神經主動控制系統,可藉由小地震的發生,不斷的經由自身系統識別修正結構參數,再經由新的參數訓練Neuro-FBG controller,如此不斷的自我學習,以使智能結構保持最佳狀態。
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