دانلود,بررسی پاورپوینت کنترل فعال سازه با رویکرد فازی با میراگر (ATMD),pptx
 
 
بخشی از مطلب   
 
 
- سیستم‌های کنترل فعال (ATMD)  و غیر فعال (TMD) 
همان‌طور که در مقدمه این فصل اشاره شد، سیستم‌های کنترلی از جمله سیستم‌های مدرن طراحی سازه‌ها می‌باشد که امروزه کاربرد زیادی در صنعت ساختمان پیدا کرده است. این سیستم‌ها با الحاق یک جزء مکانیکی به سازه باعث کاهش در پاسخ سازه‌ها در هنگام اعمال نیروهای دینامیکی به سازه می‌شوند. یکی از این سیستم‌های کنترل استفاده از میراگر و جرم تنظیم شونده (TMD) می‌باشد. این سیستم یکی از قدیمی‌ترین سیستم‌های الحاق می‌باشد و در عین حال کاربردهای فراوانی در علوم مکانیک، هوافضا و عمران را به دنبال داشته است. این سیستم از یک جرم، کمک فنر و فنر تشکیل شده است، به طوریکه جرم مذکور توسط یک کمک فنر و یک فنر به یکی از درجات آزادی سازه تحت کنترل متصل می‌شود که در نهایت باعث کاهش پاسخ سازه می‌گردد. لازم به توضیح است که طراحی بهینه این کنترل کننده منوط به تعیین درست پارامترهای جرم، سختی فنر، ضریب میرایی کمک فنر و مکان اتصال سیستم به سازه می‌باشد.
این سیستم‌ها در سازمانهای مختلف جهت کنترل ارتعاشات باد و زلزله به کار برده شده‌اند. به دلیل ساختار این سیستم و اینکه تغییراتی روی پارامترهای سیستم در حین اعمال نیروی طبیعی صورت نمی‌گیرد، و همچنین به دلیل عدم وجود نیروی خارجی فعال جهت کنترل در سیستم، این سیستم جزء کنترل کننده‌های غیرفعال محسوب می‌شود. به منظر فعال نمودن این سیستم با بالا بردن کارآیی آن به این سیستم یک نیروی فعال خارجی اضافه می‌شود که در هنگام وجود نیروی دینامیکی طبیعی در هر لحظه برآورد شده و به جرم تنظیم شونده اعمال می‌شود. این سیستم یکی از سیستم‌های کاربردی در صنعت ساخت و ساز می‌باشد و امروزه تعدادی از ساختمان‌های بلند توسط همین سیستم کنترل می‌شوند. همان طور که اشاره شد فرق اصلی سیستم TMD و سیستم جدید میراگر و جرم تنظیم شونده فعال ، تنها وجود یک نیروی فعال می‌باشد.
تحقیقات وسیعی در این خصوص که چگونه در هر لحظه مقدار نیروی فعال را بدست آورده می‌شود، صورت گرفته است. سیستم TMD اولین بار توسط فرام در 1909 به عنوان سیستم جذب کننده انرژی مطرح شد و بعد توسط محققان زیادی مورد بحث و بررسی قرار گرفت و نمودارهای طراحی زیادی برای الحاق این سیستم به یک سیستم یک درجه آزادی بدست آمد. پس از آن در سال 1970 مفاهیم کنترل فعال توسط یاو وارد مباحث مهندسی عمران گردید. از 1970 به بعد محققان الگوریتم‌های زیادی را جهت محاسبه نیروی فعال به کار بردند که هر یک نتایج قابل توجهی را در برداشت [soong.89].
1-4- استفاده از منطق فازی در سیستم‌های کنترل
نظریة مجموعه‌های فازی توسط پروفسور لطفی‌زاده در سال 1965 ارائه شد. او مفهوم مجموعه‌ها و کمیت‌های نادقیق و همراه با عدم صراحت را در یک روال کاملاً منظم و قانونمند معرفی کرده و روش‌های تصمیم‌گیری در چنین محیط‌هایی را پیشنهاد نموده است. پس از ارائه نظریة مجموعه‌های فازی، نظریه منطق فازی بر اساس آن پایه‌ریزی شد. از آنجایی که منطق فازی با واقعیت‌ها و حقایقی که فکر بشر با آنها درگیر است بیشتر منطبق است و از طرفی مدل‌سازی پدیده‌ها و فرآیندها با استفاده از تئوری فازی ساده‌تر و حقیقی‌تر می‌باشد، این نظریه در بسیاری از علوم و گرایش‌های گوناگون مورد استفاده قرار گرفته است. منطق فازی و روش استنتاج تقریبی مفهوم جدیدی را در مهندسی کنترل و سیستم‌های خبره عرضه کرده است. این مفهوم روش تفکر انسانی را تقلید کرده و در بسیاری از سیستم‌های واقعی به خصوص سیستم‌های مبتنی بر اپراتور انسانی بهتر از روش‌های کلاسیک عمل می‌کند. قسمت اساسی کنترل کننده مبتنی بر منطق فازی (fuzzy Logic Contoroller-FLC)، شامل مجموعه قوانین زبانی  (Linguistic) است که فرایند تحت کنترل را مدل می‌کند. سیستم فازی از چهار قسمت اصلی زیر تشکیل یافته‌اند:
1. جدول قوانین فازی: از تعدادی قانون به صورت زیر تشکیل شده است.
(1-1)                 
2. موتور استنتاج فازی (روش ممدانی): این قسمت با استفاده از قوانین جدول فوق و بهره‌گیری از منطق فازی، مجموعه‌های ورودی فازی را به مجموعه‌های خروجی فازی تبدیل می‌کند.
3. فازی ساز: که داده‌های ورودی را به مجموعه‌های فازی ورودی در قسمت «اگر» قوانین تبدیل می‌کند.
4. غیر فازی ساز: که مجموعه‌های فازی خروجی موتور استنتاج را به خروجی نهایی تبدیل می‌کند.
در خصوص کنترل‌ها نیز در مقالات مختلفی کاربرد منطق فازی به چشم می‌خورد. کنترل فازی با الهام از منطق فازی صورت می‌گیرد این کنترل کننده معمولاً به صورت یک کنترل کننده حلقه بسته می‌باشد که با استفاده از مقادیر ورودی به قسمت پردازش‌گر کنترل کننده مقدار پارامتر کنترلی را محاسبه می‌کند. در سیستم ATMD معمولاً مقادیر تغییر مکان و سرعت طبقات در ساختمان‌ها یا درجات آزادی در دیگر سازه‌ها به عنوان ورودی‌های سیستم کنترل کننده فازی می‌باشد و میزان نیروهای فعال ضربه زننده به جرم ATMD به عنوان خروجی در نظر گرفته می‌شود.