کنترل نیمه فعال میراگر جرمی تنظیم شده به روش ژنتیک فازی

یک سازه مهندسی می تواند شامل ساختمان ها، پل ها، کشتی ها، هواپیما ها یا شاتل های فضایی باشد. بارهای وارد بر سازه نیز می توانند مانند وزن، استاتیکی و یا مانند زلزله، دینامیکی باشند. اجزای سازه شامل تیرها، ستون ها، مهاربندها، صفحات و پوسته ها سیستم های تحمل کننده بارهای فوق می باشند. رفتار یک سازه و اجزای آن، مانند تغییر شکل تحت بارهای الاستیک و ارتعاش تحت بارهای دینامیکی، پاسخ سازه نامیده می شود. طراحی سازه به سادگی مربوط به تعیین مشخصات و ابعاد سازه در فضای سه بعدی، مصالح و ابعاد اعضای آن و اتصالات میان این اعضا می شود، به طوری که پاسخ سازه می تواند به عنوان یک معیار مناسب به کار رود. طراحی سازه باید ایمنی، قابلیت استفاده و تعمیر پذیری سازه و اعضای آن را فراهم کند. روش های سنتی و قدیمی، سازه را با مقاومت کافی برای تحمل بارها و توانایی تغییر شکل های انعطاف پذیر طراحی می کنند. این گونه طراحی با توجه به سه عامل زیر ظرفیت سازه را محدود می کنند. 1.این گونه سازه ها خود را به میرایی ذاتی کمِ مصالح خود برای استهلاک انرژی دینامیکی سازه وابسته می کنند. 2.این سازه ها ظرفیت ثابت تحمل بار و استهلاک انرژی دارند و بنابراین نمی توانند خود را در برابر تغییرات محیطی تحریکات مثل باد یا زلزله منطبق کنند. 3.این سازه ها وابستگی کاملی به سختی خود برای مقاومت در برابر بارها دارند. محدودیت های روش های سنتی محققین را به کشف راهکارهای جانشین ترغیب کرد. تحقیقات پیشرفته منجر به کشف مصالح طبیعی و مصنوعی جدید با مشخصات غیر معمولی شد که مصالح هوشمند نامیده می شوند. سیستم هایی که می توانند به صورت خودکار با تغییرات محیطی خود را تطبیق دهند سیستم های تطبیقی نامیده می شوند. این اکتشافات منجر به مفهوم جدید «سازه های هوشمند» گردید. با سیستم های تطبیقی و مصالح هوشمند و افزودن دستگاه هایی به سازه، سازه هوشمند می شود چون می تواند خود را کنترل و با شرایط محیطی تطبیق دهد. یک سیستم سازه ای هوشمند قادر است هر تغییری در محیط یا سیستم را حس کند، هر موضوعی در موقعیت های بحرانی را تشخیص دهد، اطلاعات اندازه گیری شده را ذخیره و پردازش کند، فرمان های متناسب را برای بهبود عملکرد سازه صادر کند و از تمامیت و یکپارچگی، ایمنی و قابلیت استفاده سازه محافظت کند. یافته های محققان در مورد تکنولوژی سازه های هوشمند و بهره گیری عملی از آن، نشان می دهد که این مفهوم یک روش امیدوارانه برای محافظت سازه ها در برابر باد و زلزله و طراحی بر اساس عملکرد است. در تکنولوژی سازه های هوشمند یک یا چند وسیله به سازه برای افزایش مقاومت لرزه ای آن افزوده می شود. بنابراین سازه فقط به مقاومت خودش برای مقاومت در برابر نیروهای زلزله اتکا نخواهد داشت و میرایی آن نیز برای استهلاک انرژی افزایش می یابد. در این پژوهش برای کنترل رفتار سازه ها و استفاده از تئوری سازه های هوشمند از میراگر جرمی به عنوان دستگاه کنترل استفاده شده است. میراگرهای جرمی تنظیم شده در انواع غیر فعال، نیمه فعال، فعال و ترکیبی هستند. این میراگرها هرکدام دارای مزایا و معایبی هستند که در فصل های مربوط به خود تشریح شده اند. برای کنترل میراگر جرمی الگوریتم های مختلفی توسط محققین ارائه شده است. در این پژوهش از الگوریتم ژنتیک فازی به عنوان کنترل کننده و یک میراگر mr با ظرفیت kn 1000 برای اعمال نیروی کنترلی استفاده شده است. برای انجام این کار از دو سازه سه و نه طبقه مرجع غیر خطی استفاده شده است. معیار ارزیابی برای کنترل حداقل کردن تغییر مکان نسبی طبقات است که نتایج کاهش قابل توجهی را در پاسخ نشان می دهد.