28096

شناسايي و كنترل سازه ها با روش كنترل تطبيقي ساده

دكتري

عمران - سازه

1395

1401/12/15

فريدون اميني

پدرام قادري

عمران

تركيبي از پايش سلامت سيستم و كنترل ارتعاش سازه براي تشكيل اجزاي سازه هاي هوشمند از اهميت بالايي برخوردار است. براي سيستم هاي هوشمند كه ماهيت متغيير با زمان دارند، الگوريتم‌هاي تركيبي متعددي پيشنهاد شده ‌است. در اين سيستم ها، كنترل تطبيقي كه با شرايط متغير سازگار است مورد نياز مي باشد. هم چنين لازم است كه براي در نظر گيري عدم قطعيت هاي سيستم از روش هاي شناسايي سيستم نيز استفاده كنيم. در اين تحقيق، شناسايي ويژگي‌هاي ديناميكي سازه و كنترل تطبيقي ساده ي بهينه شده بطور همزمان تركيب شده‌اند. ابتدا، تغييرات كاهش يافته پارامترهاي فيزيكي با استفاده از روش حداقل مربعات بازگشتي با ضرايب فراموشي چندگانه تخمين زده مي شوند. تخمين بدون حدس اوليه و تنها با اندازه گيري پاسخ هاي سازه بصورت آنلاين با تحريك لرزه اي انجام مي گردد. اندازه گيري اطلاعات از سنسورها، تغيير درجات آزادي، همگرايي و اثرات ماتريس كوواريانس اوليه مورد بررسي قرار مي گيرد. بطور همزمان با شناسايي پارامترها، از يك طرف نيروي كنترل سازه با استفاده از الگوريتم كنترل تطبيقي ساده بدست مي آيد و از طرف ديگر در هر گام زماني، ضريب انرژي بر اساس تابع چگالي احتمال انرژي ناشي از ارتعاش سازه، براي بهينه سازي نيروي كنترلي محاسبه مي گردد. در نهايت، نيروي كنترل بهينه براي كاهش پاسخ ها و ارتعاش سازه اعمال مي گردد. بررسي كارايي روش پيشنهادي با دو مدل سه وهفت درجه آزادي و يك مدل سازه ي معيار فاز 1 انجام مي گردد. نتايج با وجود تغييرات ناگهاني و تدريجي پارامترهاي فيزيكي سازه و اطلاعات محدود شده از سنسورهاي جابجايي ، سرعت و شتاب‌ طبقات، اثربخشي تركيب تخمينگر و كنترلگر تطبيقي بهينه تحت تحريك لرزه اي را نشان مي دهند.

1402/01/20

Structural Identification and Control by Simple Adaptive Control Methodology

3/5/2024 12:00:00 AM

The combination of structural health monitoring and vibration control is important to provide components of constructing smart structures. The synthetic algorithms have been proposed, while it needs to be used adaptive control that is compatible with changing conditions. And also time-varying systems are simultaneously estimated with the application of adaptive control. In this paper, the identification of structural time-varying dynamic characteristics and optimized simple adaptive control are integrated. Firstly, reduced variations of structural physical parameters are estimated online using the recursive least square with forgetting factor (FFRLS) method. Then, energy due to structure vibration is simultaneously specified to optimize control force with the identified parameters in order to be operational. Optimization is performed based on probability density function of the energy under seismic excitation at any time. Finally, the optimal control force is obtained by simple adaptive control algorithm (SAC) and energy coefficient. A numerical example and benchmark structure are used to investigate the efficiency of the proposed approach. The simulation results demonstrate the effectiveness of the integrated online identification and adaptive control in time-varying systems.

كنترل تطبيقي ساده بهينه , ، تركيب كنترل و شناسايي آنلاين سيستم , روش حداقل مربعات بازگشتي , انرژي سازه اي , اطلاعات محدود شده ي سنسور ها

Integrated online identification in time-varying systems , structural energy , recursive least squares with multiple forgetting factor , optimal simple adaptive control algorithm , limited information of the sensors

Elham Aghabarari

Dr. Fereidoun Amini