آموزش کنترل فعال سازه با رویکرد فازی با میراگر ATMD
1 ساعت
4.8
یک مساله مهم و قابل ملاحظه در طراحی سازه های مهندسی عمران کاهش کمیت های پاسخ سازه همانند سرعت، تغییر مکان، شتاب و نیرو تحت تاثیر بارهای دینامیکی (Dynamic Loads) خصوصا زلزله و باد است. روش های کنترل سازه (Structural Control) جزو استراتژی هایی برای رسیدن به هدف مذکور است، که در قالب کنترل فعال (Active Control)، کنترل غیر فعال (Passive Control)، کنترل نیمه فعال (Semi Active) و کنترل مرکب یا هیبرید (Hybrid Control) طبقه بندی می شوند. در سه دهه اخیر، مساله کنترل سازه ها در مقابل بارهای محیطی مورد توجه محققین زیادی قرار گرفته است. میراگرهای جرمی تنظیم شده (Tuned Mass Damper) یا به اختصار TMD جزو قدیمی ترین وسیله های کاهش ارتعاش سازه (Structural Vibration) در مقابل بارهای دینامیکی محیطی هستند. مفهوم کنترل ارتعاشات با استفاده از میراگر جرمی تنظیم شده به سال ۱۹۰۹ میلادی باز می گردد، هنگامی که فرام یک وسیله کنترل ارتعاشات را اختراع کرد که جاذب ارتعاش نامیده می شد. سیستم های میراگر جرمی تنظیم شونده فعال، زمینه های تحقیقاتی جدید و گسترده ای را ایجاد کرده اند و در این سال ها پیشرفت های قابل ملاحظه ای در این سیستم های جاذب انرژی فعال شده است. این سیستم های جاذب فعال جزو سیستم های کنترل فعال محسوب می شوند که در طول مدت تحریک به وسیله یک پردازشگر دیجیتالی مرکزی که الگوریتم های کنترلی در آن پیاده سازی می شود و یک منبع انرژی خارجی که متناسب با پاسخ سازه نیروی کنترلی فعال را در فاز مخالف حرکت سازه توسط عملگرهایی به جرم میراگر و در نتیجه به سازه برشی تحت کنترل وارد می کند. هدف الگوریتم های کنترلی فعال، تعیین بهینه نیروی کنترلی فعال است که به عنوان نمونه الگوریتم های کلاسیک LQR, LQG, Clipped Control, Bang - Bang Control, Sliding Mode Control, Pole Assignment Independent Model Space Control و الگوریتم های هوشمند فازی (Fuzzy Control System) یا به اختصار FLC، ژنتیک - فازی (Genetic Fuzzy Logic Control) یا به اختصار GFLC، عصبی - فازی (Adaptive Neuro Fuzzy Inference System) یا به اختصار ANFIS جزو الگوریتم های کنترل فعال محسوب می شوند. در این فیلم آموزشی برای مقایسه عملکرد سیستم کنترل هوشمند فازی (FLC) از سیستم کنترل کلاسیک (Linear – Quadratic Regulator) یا به اختصار LQR نیز استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که عملکرد سیستم کنترلی فعال هوشمند فازی در کاهش ارتعاشات سازه به مراتب بهتر از عملکرد سیستم کنترلی فعال کلاسیک (LQR) است. اهمیت رسیدن به این هدف، مقایسه عملکرد سیستم کنترل هوشمند فازی (FLC) و سیستم کنترل کلاسیک (LQR) است و ضرورت آن، نشان دادن این موضوع که عملکرد سیستم کنترلی فعال هوشمند فازی در کاهش ارتعاشات سازه به مراتب بهتر از عملکرد سیستم کنترلی فعال کلاسیک (LQR) است.
