طراحی کنترل کننده ترکیبی فازی-عصبی تطبیقی و PID برای کاهش ارتعاشات سازه در برابر زلزله

در این مقاله یک روش جدید مبتنی بر ترکیب سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی و کنترل‌کننده تناسبی-مشتقی-انتگرالی (PID) جهت کاهش ارتعاشات سازه ارائه شده است. الگوریتم کنترلی پیشنهادی علاوه بر دارا بودن ویژگی‌های کنترل‌کننده کلاسیک PID، از ماهیت تطبیقی شبکه عصبی و استنتاجی منطق فازی جهت استخراج توابع عضویت مناسب با توجه به دامنه ارتعاشات سازه نیز بهره می‌برد. به منظور تنظیم ضرایب PID جهت طراحی کنترل‌کننده پشنهادی، و نیز برای شناسایی پارامترهای سازه آزمایشگاهی از الگوریتم بهینه‌سازی نهنگ استفاده شده است. با در نظر گرفتن داده‌های واقعی شتاب زمین مربوط به چهار زلزله با نام‌های السنترو، نورثریج، آتن و مکزیکوسیتی عملکرد کنترل‌کننده پیشنهادی بر روی یک سازه چهار طبقه بررسی شده است، سپس نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی با کنترل‌کننده‌های مرسوم از قبیل کنترل‌کننده فازی به تنهایی و روش کنترلی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی مقایسه شده است. باتوجه به نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی، روش ترکیبی پیشنهادی که استفاده توامان از سیستم استنتاج فازی-عصبی تطبیقی به همراه کنترل کننده PID می-باشد، دارای عملکرد بهتری نسبت به سایر کنترل‌کننده های طراحی شده برای سازه در کاهش جابه‌جایی و شتاب طبقات ساختمان می‌باشد. نتایج نشان‌دهنده کاهش بیشینه شتاب لرزش طبقات سازه با استفاده از روش کنترل پیشنهادی نسبت به دو روش متداول کنترل فازی و کنترل استنتاج فازی-عصبی تطبیقی به میزان 36.2 برای زلزله ال‌سنترو، 35.4 برای زلزله نورثریج، 27.7 برای زلزله آتن و مقدار 22.5 درصد برای زلزله مکزیکوسیتی می‌باشد.