کنترل نیمه فعال سلسله مراتبی رفتار یک سازه مرجع غیر خطی متکی بر جداگرهای کف، با استفاده از منطق فازی و بهینه سازی چند هدفه ژنتیک

بهنام مهرکیان جورشری

چکیده

سیستم های کف- جدا ساز لرزه ای در سازه ها یکی از مورد پذیرش ترین سیستم های کنترل غیر فعال بوده که نه تنها باعث کاهش چشمگیر پاسخ سازه ها میشوند، بلکه میزان خسارت به تجهیزات حساس درون سازه و المان های غیرسازه ای را نیز تا حد زیادی می کاهند. اما اشکال اساسیِ سیستم های جداسازی زمانی بروز میکند که سازه کف- جداسازی شده در معرض زلزله های نزدیک به-گسل قرار می گیرد و متحمل جابه جایی های بزرگ در تراز کف- جداسازها میشود؛ جابه جایی هایی که هرگونه ایجاد محدودیت در آنها، میتواند بطور فزاینده بر انتقال ارتعاش از زمین به سازه ی بالایی بیفزاید. یکی از مترقی ترین رویکردها برای کنترل این جابه جایی های بزرگ به کارگیریِ میراگرهای mr، به عنوان یکی از معروف ترین ابزارهای کنترل نیمه فعال، که خصوصیات منحصر به فردش بطور فزاینده نگاه جامعه مهندسی کنترل را به خود جلب کرده است، میباشد؛ میراگر هوشمندی که با قرارگیری در کنار کف- جداسازهای غیر فعال، سیستم کف- جداساز هیبریدی هوشمند را ساخته، و این امکان را فراهم می آورد که در لحظات کنترلی، میرایی بتواند بطور هوشمندانه قابل تزریق به سازه باشد. اما رفتار بشدت غیر خطی و هیستیریک این وسیله، چالشی جدی برای الگوریتم های کنترلی بر پایه ی مدل میباشد. هدف از این رساله ساختن یک کنترل هوشمند چند- هدفه ی فازی-ژنتیک و مستقل از مدل میراگر mr، برای یک سیستم کف- جداساز هیبریدی هوشمند است، که از یک طرف بتواند خصوصیات ناب کف- جدا سازها، در مهار بی مانند شتاب های مطلق و جابه جایی نسبی ِ طبقات یک سازه، را حفظ کند (و یا حتی بهبود بخشد)؛ و از طرف دیگر بطور همزمان، جابجایی های بزرگ کف در برابر زلزله های نزدیک به-گسل را کاهش دهد. در کنترل ارائه شده، مغز فازی تماما بر مبنای شناخت طراح کنترل از رفتار سازه تحتِ کنترل ساخته میشود، و برخلاف بسیاری از کنترل های هوشمند دیگر، دارای عملکرد جعبه سیاه نخواهد بود. برای رسیدن به اهداف کنترلی، تصمیم گیری فازی بر پایه ی یک فیدبک بامفهوم و نوینِ ارائه شده برای کنترل فازی، از سازه قرار داده شد. جهت ارزیابی کنترل پیشنهادی یک ساختمان معیارِ کف- جداسازی شده، 3-بعدی، و غیرخطی، که توسط جامعه ی مهندسین کنترل سازه ی آمریکا، به عنوان یک مسئله ی معیارِ مدرن و جهانی، بر روی ساختمان های کف- جداسازی شده ی هوشمند در معرض حرکات نزدیک به -گسل قوی، ساخته شد، استفاده گردید. نهایتا، عملکرد کنترل فازی ارائه شده، با پنج استراتژی کنترلی مرسوم و هوشمند مقایسه شد؛ نتایج نشان داد که کنترل فازی ارائه شده بطور موثری باعث کاهش پاسخ های سازه میشود و عملکرد بهتری نسبت به دیگر استراتژی های کنترلی دارد.

اساتید راهنما و مشاور

آرش بهار، سعید پورزینلی