تاثیر انواع مختلف کنترل گرهای فازی در رفع حساسیت به تحریک لرزه‌ای یک سازه 11 طبقه با میراگر جرمی تنظیم شده فعال

در سال‌های اخیر، استفاده از میراگر جرمی تنظیم شده فعال برای کاهش پاسخ‌های لرزه ای ساختمان بیشتر مورد بررسی قرار گرفته ‌است. الگوریتم‌های lqr و pid دو روش مرسوم در کنترل سازه ها می باشند که برای به دست آوردن نیروی کنترلی میراگر جرمی تنظیم شده فعال به کار برده می‌شوند. هر دو روش ذکر شده نسبت به سیگنال ورودی (تحریک لرزه‌ای) به سیستم حساس می باشند. برای حل مشکل بیان شده، در این بررسی هر دو روش با کنترل‌‌گر فازی ترکیب شده تا حساسیت آن‌ها نسبت به سیگنال ورودی کاهش یابد. لذا در این مطالعه، کارآیی و اثربخشی سه روش برای تخمین نیروی کنترل میراگر جرمی تنظیم شده فعال بررسی شده ‌است که شامل کنترل‌‌گر ترکیبی فازی-lqr، کنترل ‌گر ترکیبی فازی-pid و کنترل کننده منطق فازی می‌باشند و ضمناً، از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر مبصر-معلم –دانش‌آموز (otblo) برای افزایش عملکرد flc استفاده شده ‌است. توابع عضویت فازی برای ورودی‌ها تنظیم شده و قوانین فازی برای یافتن نیروی کنترل مناسب برای کاهش پاسخ لرزه ای سازه استخراج شده ‌است. در این مقاله پنج معیار کنترلی شامل حداکثر جابجایی، حداکثر شتاب، حداکثر جابجایی نسبی طبقات، نیروی برشی پایه و گشتاور پایه برای کارایی هر کدام از سیستم های کنترلی مورد بررسی قرار گرفته و همچنین پاسخ‌های تاریچه زمانی سازه نیز مورد نظر قرار گرفته ‌است. به عنوان مثال عددی ساختمان 11 طبقه مجهز به میراگر جرمی تنظیم شده فعال که به منظور به دست آوردن نیروی کنترلی میراگر از کنترل کننده‌های مختلفی شامل کنترل‌‌گر ترکیبی فازی-lqr، کنترل گر ترکیبی فازی-pid، کنترل‌گر منطق فازی و همچنین کنترل‌گر غیرفعال میراگر جرمی تنظیم شده که در معرض زلزله های گوناگونی قرار گرفته ‌است استفاده شده ‌است. نتایج نشان می دهند که سه کنترل کننده بهینه فعال به طور میانگین بین 9 تا 28 درصد، پاسخ‌های سازه که شامل حداکثر جابجایی، حداکثر شتاب، حداکثر جابجایی نسبی طبقات، نیروی برشی پایه و گشتاور پایه را در مقایسه با حالت کنترل نشده در زلزله‌های گوناگون کاهش داده و می توانند به طور موثری از پاسخ لرزه‌ای ساختمان بکاهند، در عین حال عملکرد کنترل کننده منطق فازی برای کاهش پاسخ‌های لرزه ای کمی بهتر از دو کنترل کننده ترکیبی دیگر است.

investigation the effect of different types of fuzzy controllers in relieving the sensitivity to seismic excitation of an 11-story structure with an active mass damper

the application of active tuned mass damper (atmd) has been considered to control the seismic responses of the building in recent years. lqr and pid are two common methods in classical structural control. both methods are sensitive to the input signal (seismic excitation). therefore, in this study, the efficiency and effectiveness of three approaches are investigated to estimate the control force of atmd; (1) fuzzy-lqr, (2) fuzzy-pid, and (3) fuzzy logic controller. the first and second one are the combination of linear quadratic regulator (lqr), and proportional–integral–derivative (pid) with fuzzy logic controller (flc). the observer-teacher-learner-based optimization algorithm (otblo) is utilized to enhance the performance of flc. the fuzzy membership functions for inputs are tuned and fuzzy rules are extracted to find out proper control force to reduce the peak seismic response of a structure. in this study, five control criteria including maximum displacement, maximum acceleration, maximum inter story drift, base shear force and base moment for the performance of each control system are evaluated. the results show that, although three optimized controllers can effectively reduce the peak seismic response of the building, the performance of fuzzy logic controller is slightly better than two other hybrid controllers to reduce seismic responses.