بهینه سازی چندهدفه کنترل نیمه فعال ساختمان ها با استفاده از سختی متغیر و میراگرهای mr به کمک منطق فازی و الگوریتم های ژنتیکی

کنترل سازه ها تحت تحریک لرزه ای چالشی را پیش روی متخصصان مهندسی عمران قرار داده است. تحقیقات نشان داده اند که استفاده از سیستم های کنترل در سازه ها، می تواند به میزان زیادی پاسخ آن ها را در برابر زلزله کاهش دهد. یک گروه از این سیستم های کنترل، سیستم های کنترل نیمه فعال می باشند که قابلیت اطمینان سیستم های کنترل غیرفعال را با مزیت پارامترهای قابل تنظیم سیستم های کنترل فعال به صورت همزمان دارا می باشند. بنابراین این سیستم ها دارای قابلیت های بسیاری بوده و در سال های اخیر بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفته اند. سیستم های کنترل نیمه فعال بدون نیاز به توان بالا، کارایی سیستم های کنترل فعال را دارا می باشند و می توانند پاسخ سازه های بزرگ را در زلزله های شدید کنترل نمایند. میراگرهای mr بهترین کاندید در کنترل نیمه فعال سازه های مهندسی است زیرا دارای خصوصیاتی نظیر مصرف انرژی پایین، قابلیت تنظیم نیرو، ظزفیت نیروی بالا، پاسخ سریع و عملکرد ایمن در هنگام آسیب هستند. در این تحقیق، بهینه سازی چندهدفه کنترل نیمه فعال سازه ها با استفاده از میراگر نیمه فعال mr به منظور کاهش پاسخ سازه ها تحت اثر نیروی زلزله مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور مدل دقیقی برای شبیه سازی رفتار هیسترسیس میراگر mr بکار گرفته و یک ساختمان دوازده طبقه در شهر رشت بعنوان یک مثال عددی بررسی می شود. معادلات حرکت ساختمان مجهز به میراگر mr نوشته شده و در فضای حالت حل شده است. در این رساله سیستم کنترل نیمه فعال به کمک یک کنترلگر فازی دو ورودی و یک خروجی پیاده سازی شده و پاسخ سازه نمونه تحت اثر زلزله های مختلف در سیستم کنترل نیمه فعال فازی، با حالت کنترل غیرفعال با جریان الکتریکی صفر و جریان الکتریکی بیشینه مقایسه می گردد. همچنین دو مسئله بهینه سازی چندهدفه مبتنی بر الگوریتم های ژنتیکی برای کنترل پاسخ سازه نمونه بکار گرفته می شود. نسبت حداکثر تغییرمکان و حداکثر شتاب سازه در حالت کنترل شده به کنترل نشده بعنوان توابع هدف در مسئله اول و دو هدف نسبت حداکثر تغییرمکان سازه در حالت کنترل شده به کنترل نشده و تعداد میراگرهای بکار رفته در سازه بعنوان توابع هدف در مسئله دوم انتخاب شدند. به این ترتیب، تعداد و موقعیت میراگرهای mr در سازه بهینه سازی می شود تا توابع هدف را برآورده سازند. در نهایت آرایش بدست آمده برای میراگرها در سیستم های کنترل نیمه فعال مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. نتایج بدست آمده نشان می دهند که در صورت استفاده از میراگر mr با طرح کنترل نیمه فعال فازی، پاسخ سازه به طور چشمگیری کاهش یافته و این تجهیزات در مقایسه با سایر شیوه های کنترل، دارای قابلیت اطمینان بسیار بالایی می باشند. همچنین، پس از بکارگیری بهینه سازی الگوریتم ژنتیکی و مکان یابی بهینه میراگرها، نتایج بدست آمده از شبیه سازی کاهش موثری را در پاسخ سازه نشان می دهند.