طراحی کنترلر فازی بهینه به‌منظور کنترل نیمه‌فعال ارتعاشات ساختمان چند طبقه با استفاده از یک مدل پارامتر گسترده و میراگرهای مگنتوریولوژیکال

Abstract

هدف اصلی مقاله، ارائه کنترلر فازی بهینه به منظور کنترل ارتعاشات یک ساختمان پنج طبقه به کمک میراگرهای مگنتوریولوژیکال در اثر تحریک ناشی از زلزله است. بدین منظور معادلات حرکت ساختمان با استفاده از مدل با پارامتر گسترده استخراج شده است. در ادامه، بعد از به دست آوردن شکل مودهای ساختمان با روش المان محدود، برای هر طبقه از ساختمان یک میراگر مگنتوریولوژیکال در نظر گرفته می‌شود. به منظور دستیابی به قوانین کنترلر فازی، یک سیستم ساده یک درجه آزادی مورد بررسی قرار گرفته است و قوانین به دست آمده از شبیه سازی حلقه باز، به منظور استفاده در کنترل ارتعاشات ساختمان تعمیم می‌یابد. همچنین از مدل پیشنهاد شده‌ی اسپنسر برای تحلیل رفتار میراگر مگنتوریولوژیکال بهره گرفته شده است. بر اساس درک به دست آمده از عملکرد میراگر و همچنین با استفاده از قوانین فازی به دست آمده از شبیه سازی سیستم یک درجه آزادی، کنترلر فازی درجهت کاهش دامنه ارتعاشات ساختمان در برابر زلزله طراحی گردیده است. در انتها نیز از الگوریتم ژنتیک به منظور بهبود شاخص‌های عملکرد کنترلر استفاده شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از کنترل نیمه فعال با کنترل‌های غیرفعال-بدون ولتاژ و غیرفعال-با ولتاژ، نشان می‌دهد که کنترلر فازی بهینه به خوبی دامنه ارتعاشات طبقات ساختمان را کاهش می‌دهد.