کنترل چند هدفه نیمه فعال ساختمان ها با استفاده از سختی متغیر و منطق فازی

تحقیقات نشات داده که استفاده از سیستم های کنترل در سازه ها ارتعاشات آن ها در مقابل زلزله را کاهش می دهد. چهار گروه عمده از این سیستم ها، سیستم های کنترل غیر فعال، فعال، نیمه فعال و مرکب می باشند. سیستم های کنترل نیمه فعال قابلیت اطمینان سیستم های کنترل غیر فعال را با مزیت پارامترهای قابل تنظیم سیستم های کنترل فعال به صورت همزمان دارا می باشند. یک سیستم کنترل نیمه فعال می تواند با تغییر دینامیکی پارامترهایی مانند ضریب میرایی و یا سختی وسیله کنترلی نیروی کنترلی بسیار بزرگی را تولید نماید. از این رو این سیستم می تواند پاسخ سازه ها را در زلزله های شدید کنترل نماید بدون اینکه نیاز به انرژی زیادی داشته باشد. این سیستم ها دارای قابلیت بسیاری بوده و در سال های اخیر بیشتر مورد توجه محققین قرار گرفته اند. ابزار سختی متغیر (vsd) یک کاندید مناسب در کنترل نیمه فعال سازه های مهندسی است زیرا دارای خصوصیاتی نظیر مصرف انرژی پایین، قابلیت تنظیم سختی، پاسخ سریع و عملکرد ایمن در هنگام آسیب می باشد. در این رساله کنترل چند هدفه نیمه فعال سازه ها با استفاده از ابزار سختی متغیر به منظور کاهش پاسخ سازه ها تحت اثر نیروی زلزله مورد مطالعه قرار می گیرد. در این تحقیق، یک ساختمان دوازده و یک ساختمان هیجده طبقه و یک قاب خمشی پنج طبقه به عنوان مثال های عددی مورد بررسی قرار می گیرند. معادلات حرکت ساختمان ها در حالت کنترل نشده و در حالت مجهز به ابزار سختی متغیر نوشته شده و در فضای حالت حل شده است. در این رساله، از سیستم کنترل نیمه فعال با دو الگوریتم کنترلی on-off (باز وبسته) و منطق فازی استفاده شده است. در حالت فازی سیستم کنترل به کمک دو کنترلگر فازی متفاوت (دو ورودی - یک خروجی؛ و سه ورودی - یک خروجی) پیاده سازی شده و پاسخ سازه های نمونه تحت اثر زلزله های مختلف در سیستم کنترل نیمه فعال فازی، با الگوریتم on-off مقایسه شده است. در ضمن جهت انجام تحلیل تاریخچه زمانی، کلیه شتابنگاشت های مورد استفاده مطابق استاندارد 2800 مقیاس شده و سپس در تحلیل مورد استفاده قرار گرفته اند و پس از تحلیل سازه، نتایج بدست آمده در حالت کنترل نشده و کنترل شده نیمه فعال با الگوریتم on-off و فازی مورد مقایسه قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده نشان می دهند که در صورت بکارگیری ابزار سختی متغیر به عنوان یک سیستم کنترل نیمه فعال با استفاده از منطق فازی، پاسخ سازه به طور چشمگیری کاهش یافته و این تجهیزات با الگوریتم کنترل فازی در مقایسه با الگوریتم on-off، دارای قابلیت اطمینان بسیار بالایی می باشند.