کنترل ارتعاش سازه با میراگر جرمی TMD تحت کنترل ترکیبی با الگوریتم های بهینه LQR و LQG

اشکان معصوم آبادی¹ ابوذر میرزاخانی²

1) دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی عمران ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شاهرود، شاهرود، ایران
2) استادیادر گروه مهندسی عمران ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شاهرود، شاهرود، ایران

محل انتشار : چهارمین کنفرانس بین المللی علوم و مهندسی(4icesconf.com)
چکیده :
در اين مقاله به بررسی عملكرد كنترل ترکیبی (نیمه فعال و غیرفعال) با دو الگوریتم کنترلی LQR و LQG با مدلسازی سازه اي پرداخته شده است. کنترل ترکیبی غیرفعال و نیمه فعال سازه با وجود دو میراگر انجام می شود، کنترل غیرفعال در درجه آزادی بیست و یکم و کنترل نیمه فعال به میراگر دوم در درجه آزادی بیست و دوم اعمال شده است. استفاده از الگوريتم كنترل بهينة آني LQR و همچنین الگوریتم تخمین حالت سیستم KALMAN FILTER با منظور نمودن ملاحظات پايداري مربوط به ماتريس های R وQ در الگوریتم LR و ماتریس های کواریانس وزنی E_WW و E_VV در الگوریتم KF و در نهایت تشکیل یک ساختار رگلاتوری از ترکیب بهره های سیستم در دو حالت و سپس اعمال آن به صورت فیدبک حالت به سیستم صورت میگیرد. جهت استخراج پاسخ های كنترلی، یک مدل سازه ای بیست طبقه بتنی با دیوار برشی در ابتدا توسط برنامه ETABS طراحی شده است و خروجی های آن به عنوان خصوصیات دینامیکی سیستم، در ورودی برنامه نوشته شده در نرم افزار MATLAB استفاده شده است. با استفاده از مدلسازی سازه در فضای حالت و سپس تحلیل آن توسط آنالیز دینامیکی سیستم های خطی (LTI) تحت تحریک خارجی به کمک تابع LSIM تحت برنامه متلب ، نتایج بصورت جداول و نمودارها در حالت کنترلی ترکیبی با دو الگوریتم کنترل بهینه LQR و LQG ارائه شده است. بررسی ها نشان می دهند که نه تنها وضعیت کنترل پاسخ ها در بکارگیری الگوریتم LQG بهبود یافته اند بلکه با بکارگیری هزینه کنترلی کمتر نسبت به الگوریتم LQR می توان نسبت به کنترل ارتعاشات ناخواسته و مخرب عوامل خارجی نظیر باد ، زلزله و انفجار ، اقدام نمود.
کلمات کلیدی : کنترل سازه میراگر جرمی کنترل ترکیبی الگوریتم های کنترل بهینه.