تاثیر انواع مختلف کنترل گر های فازی در رفع حساسیت به تحریک لرزه‌ای یک سازه 11 طبقه با میراگر جرمی تنظیم شده فعال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد صفادشت، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد صفادشت، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

چکیده

در سالهای اخیر؛ استفاده از میراگر جرمی تنظیم شده فعال برای کاهش پاسخ های لرزه‌ای ساختمان بیشتر مورد بررسی قرار گرفته اند. الگوریتم های LQR و PID دو روش مرسوم در کنترل سازه‌ها می‌باشند که برای بدست آوردن نیروی کنترلی میراگر جرمی تنظیم شده فعال به کار برده می شوند. هر دو روش ذکر شده نسبت به سیگنال ورودی (تحریک لرزه ای) به سیستم حساس می‌باشند. برای حل این مشکل در این بررسی این دو روش با کنترل گر فاری ترکیب کرده تا حساسیت آنها نسبت به سیگنال ورودی کاهش یابد. لذا در این مطالعه، کارآیی و اثربخشی سه روش برای تخمین نیروی کنترل میراگر جرمی تنظیم شده فعال بررسی شده است که شامل کنترل گر ترکیبی فازی-LQR، کنترل‌گر ترکیبی فازی-PID و کنترل کننده منطق فازی می باشند و ضمناً، از الگوریتم بهینه‌سازی مبتنی بر مبصر-معلم –دانش آموز (OTBLO) برای افزایش عملکرد FLC استفاده شده است. توابع عضویت فازی برای ورودی ها تنظیم شده و قوانین فازی برای یافتن نیروی کنترل مناسب برای کاهش پاسخ لرزه‌ای یک سازه استخراج شده است. در این مقاله پنج معیار کنترلی شامل حداکثر جابجایی، حداکثر شتاب، حداکثر جابجایی نسبی طبقات، نیروی برشی پایه و گشتاور پایه برای کارایی هرکدام از سیستم‌های کنترلی مورد بررسی قرار گرفته و همچنین پاسخ های تاریچه زمانی سازه نیز مورد نظر قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation the effect of Different Types of Fuzzy Controllers in Relieving the Sensitivity to Seismic Excitation of an 11-Story Structure with an Active Mass Damper

نویسندگان [English]

  • Kambiz Takin 1
  • Roozbeh Doroudi 1
  • Siyamak Doroudi 2
1 Department of Civil Engineering, Safadasht Branch, Islamic azad University, Tehran, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Safadasht Branch, Islamic azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The application of active tuned mass damper (ATMD) has been considered to control the seismic responses of the building in recent years. LQR and PID are two common methods in classical structural control. Both methods are sensitive to the input signal (seismic excitation). Therefore, in this study, the efficiency and effectiveness of three approaches are investigated to estimate the control force of ATMD; (1) fuzzy-LQR, (2) fuzzy-PID, and (3) fuzzy logic controller. The first and second one are the combination of linear quadratic regulator (LQR), and proportional–integral–derivative (PID) with fuzzy logic controller (FLC). The Observer-Teacher-Learner-Based Optimization algorithm (OTBLO) is utilized to enhance the performance of FLC. The fuzzy membership functions for inputs are tuned and fuzzy rules are extracted to find out proper control force to reduce the peak seismic response of a structure. In this study, five control criteria including maximum displacement, maximum acceleration, maximum Inter story drift, base shear force and base moment for the performance of each control system are evaluated. The results show that, although three optimized controllers can effectively reduce the peak seismic response of the building, the performance of fuzzy logic controller is slightly better than two other hybrid controllers to reduce seismic responses.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Structural Control؛ Observer-Teacher-Learner-Based Optimization؛ Fuzzy Logic Controller؛ PID
  • ؛ ATMD