16307

16307

كنترل تطبيقي غيرمتمركز ساده در ساختمان هاي بلند

كارشناسي ارشد

زلزله

آذر 1395

دكتر فريدون اميني

عمران

در چند دهه اخير، مفهوم كنترل ارتعاشات سازه‌ها به‌طور فراواني مورد توجه محققين قرارگرفته است. اين روش مبتني بر نصب عناصري به نام محرك‌ها در نقاط مختلف سازه‌ و اعمال الگوريتم‌هاي كنترلي براي رسيدن به پاسخ مناسب (كاهش كليه ي پاسخ‌هاي سازه‌اي اعم از تغيير مكان، سرعت، برش پايه، ‌برش طبقات و...) است. پيچيدگي موجود در ساختمان هاي بلند مدرن، طراحي سيستم هاي كنترل سازه اي، كه مسئول كاهش پاسخ هاي ديناميكي سازه هستند، را با چالش هاي زيادي مواجه مي كند. با ظهور تكنولوژي ساخت سنسور ها و دستگاه هاي كنترل ارزان قيمت قابل استفاده در ساختمان هاي بلند، تعداد دستگاه هاي به كار رفته در سيستم هاي كنترل اين سازه ها ممكن است به صدها، يا حتي هزاران واحد برسد. مشكلات اصلي در سيستم هاي كنترل سازه اي با مقياس بزرگ، شامل كاهش قابليت اطمينان به سيستم ، افزايش وسايل ارتباطي مورد نياز و تاخير بيشتر در حلقه پس خوراند است. يك راه حل قابل قبول براي مشكلات اشاره شده، استفاده از روش هاي كنترل غيرمتمركز است. در الگوريتم كنترل غير متمركز يك سيستم متمركز به چند سيستم غيرمتمركز، كه به‌صورت همزمان كار مي‌كنند، تجزيه مي شود. استفاده از اين روش بسياري از مسائل ناشي از تعدد تعداد كنترل‌كننده‌ها را رفع مي نمايد. همچنين، الگوريتم‌هاي كنترل غيرمتمركز باعث مي‌شود احتمال خرابي كلي سيستم براثر خرابي يك بخش از كنترل، كاهش يابد. در اين حالت با كاهش در طول و تعداد مسيرهاي انتقال اطلاعات و نيز كاهش حجم اطلاعات وارده بر يك مركز كنترلي مواجه هستيم. در اين پايان‌نامه، تجزيه و كنترل غيرمتمركز سيستم‌ها بر اساس روش تطبيقي ساده مي‌باشد ، كه در سال‌هاي اخير در حوزه‌هاي مختلف علوم مهندسي موردتوجه قرارگرفته است. روش ارائه شده، كنترل تطبيقي ساده غيرمتمركز ناميده شده است. در پايان نيز اثربخشي روش ارائه‌شده توسط شبيه‌سازي عددي در برنامه متلب و در بخش سيمولينك بررسي‌شده است.

1395/10/25

1/1/1900 12:00:00 AM

Structural control systems in high-rise an​d complex buildings encounter some problems, including reduced system reliability, increasing communication requirements, an​d longer latencies in the feedback loop. To address these issues, one accepted solution is using independent control algorithm that work autonomously. In this way, each system is decomposed to several uncoupled subsystems, an​d each controller associated with a specific subsystem only uses local information to determine the control command of that subsystem. In this paper, a new decentralized control algorithm for large-scale civil structures is developed from the simple adaptive control method. The resulting direct adaptive control methodology is referred to as decentralized simple adaptive control (DSAC). Using MATLAB an​d SIMULINK a numerical solution was conducted on a 3-story an​d a 20-story benchmark buildings under seismic excitations. Comparing the results of numerical simulation employing DSAC, with control criteria by the conventional centralized (SAC) approach, demonstrates the feasibility of the proposed decentralized control method using active dampers. Moreover, control performance using MR dampers are presented for the 3-story an​d 20-story structures. Then the performance of decentralized simple adaptive control system is compared with the conventional simple adaptive control approach when MR dampers are in use. It is shown that decentralized control strategies may provide equivalent o​r better control performance, given that their centralized counterparts could suffer from longer sampling periods due to communication an​d computation constraints.