کنترل سازه ها در مقابل زلزله به وسیله میراگرهای mr با استفاده از شبکه های عصبی-فازی

در این پایان نامه رهیافتی برای کنترل بهینه نیمه فعال سازه های مجهز به میراگرهای mr با استفاده از شبکه عصبی فازی anfis ارائه گشته است. ابتدا مسئله کنترل سازه به صورت یک مسئله بهینه سازی مقید برای یافتن ولتاژهای بهینه اعمالی به میراگرها بیان گشته است. بدین منظور تابعکی چند هدفی که شامل جابجاییهای نسبی، شتابهای مطلق، برش پایه و انرژی جذب شده توسط اعضای سازه ای می باشد همراه با معادلات حرکت سازه و میراگرهای mr پیشنهاد گشته است. سپس با تشکیل تابعک هدف لاگرانژی، مسئله نامقید جدید با استفاده از الگوریتم بیشترین شیب حل گشته است. الگوریتم بیشترین شیب برای هر زلزله تاریخچه زمانی بهینه را به صورت عددی محاسبه می نماید. پس از آن از ولتاژها و حالات متناظر با آن که از کنترل بهینه سازه به وسیله الگوریتم بیشترین شیب و تحت تحریک شتاب چندین زلزله بدست آمده است، برای ورودیها و خروجیهای anfis استفاده گردیده است. به دلیل ساختار چند ورودی- تک خروجی anfis که در این پایان نامه استفاده شده است، برای هر طبقه دارای میراگر یک کنترل گر مجزا به وسیله anfis شکل گرفته است. در حین وقوع زلزله این کنترل گرها به صورت موازی و به عنوان یک کنترل گر مجتمع عمل می نمایند. علت استفاده از anfis فائق آمدن بر عدم قطعیتهای موجود در زلزله واقعی و دستور به میراگرها به دقت و سرعت می باشد. برای نشان دادن کارایی استراتژی کنترلی ارائه شده سه مثال ساختمان 3 طبقه، 15 طبقه و 9 طبقه مورد کنترل و بررسی قرار گرفته اند. در مثال اول ساختمان 3 طبقه با نه چیدمان مختلف از میراگرها کنترل گشته است. چیدمانهایی که دارای تعداد میراگرهای بیشتری در طبقات اول ساختمان هستند کنترل بهتری را روی تابعک هدف، جابجاییهای بین طبقه ای و برش پایه و چیدمانهایی که دارای تعداد میراگرهای بیشتری در طبقات میانی ساختمان بوده اند کنترل بهتری را روی شتاب مطلق ارائه داده اند. در مثال دوم در یک ساختمان 15 طبقه موثرترین ورودیهای کنترل گرها از میان پنج دسته ورودیهای مختلف anfis و با توجه به مقادیر کاهش یافته برخی پاسخهای سازه ای انتخاب گشته اند. در مثال آخر نیز در یک ساختمان 9 طبقه توابع عضویت مربوط به ورودیهای anfis در چند دسته به طور مجزا برای کنترل به کار گرفته شده و مناسب تربن آنها انتخاب گشته است. استراتژی کنترلی ارائه شده در این پایان نامه در عین دقت زیاد در دستور به میراگرها، سرعت بالایی نیز دارد. سرعت متوسط پاسخ کنترل گر از موقع تحریک ورودی تا صدور دستور کنترلی حداقل برابر با 2/7 میلی ثانیه بر دستور می باشد. روش کنترل بهینه طیف وسیعی از توابع هدف و معادلات حرکت را در خود جای می دهد. در استفاده از anfis برای شکل دهی به کنترل گر فازی، گزینه های زیادی برای طراح در انتخاب موثرترین ورودیها وجود دارد که این امر در جایی که محدودیت برای اندازه گیری پاسخها و منابع محاسباتی و سخت افزاری وجود دارد بیشتر نمایان می شود. در مجموع استراتژی کنترلی ارائه شده کاهش قابل توجهی را روی جابجایی نسبی، جابجایی و سرعت طبقات در تمام زلزله ها ایجاد می نماید. همچنین در موارد زیادی شتاب پایه و بعد از آن شتاب مطلق کاهش پیدا کرده اند.