تخصیص قطب بهینه در کنترل فعال سازهها مبتنی بر الگوریتم بهینهسازیECBO
Optimal pole assignment method in structural control using ECBO algorithm
/مهسا حسینی کهنمویی
: پردیس دانشگاه تبریز
، ۱۳۹۶
، افشار
۹۱ص
چاپی - الکترونیکی
ارشد
رشته مهندسی عمران گرایش زلزله
۱۳۹۶/۱۱/۲۵
تبریز
هدف از این پژوهش، کنترل سازهصها با استفاده از الگوریتم تخصیص قطب میصباشد که منجر به بهبود پاسخ سازهصها تحت بارهای دینامیکی میصگردد .روش تخصیص قطب یک الگوریتم کلاسیک موثر در تئوری کنترل مدرن است که سیستم بهصکمک قطبصهای)مقادیر ویژهصی (ازپیش تعیین شده توسط طراح، ماتریس بازخورد را تخمین میصزند .استفاده موفق از این الگوریتم مستلزم انتخاب مناسب قطبصهای سیستم حلقه بسته توسط طراح است .براساس تئوری دینامیک سازهصها، رفتار و پاسخ سازه به تحریکات خارجی توسط میرایی مودال و فرکانسصهای طبیعی سازه تعیین میصشوند .در این پژوهش مقادیر فرکانسصهای طبیعی، ثابت و بیصتغییر درصنظر گرفته شدهصاند و ضرایب میرایی از طریق بهینهصسازی فرااکتشافی برخورد ذرات بهبودیافته، به عنوان یک روش بهینهصسازی نوین و توانمند که تاکنون در کنترل سازهصها مورداستفاده قرار نگرفته است، بهصدست آمدهصاند .عملکرد کنترلر پیشنهادی به کمک مثالصهای عددی نشان داده شده است، بدین صورت که قاب برشی پنج و هشت طبقه تحت تحریکات زلزلهصهای مختلف مورد بررسی قرارگرفتهصاند .نتایج عددی کارایی روش پیشنهادی) تخصیص قطب به-کمک بهینهصسازی تک هدفه و چند هدفه (را در کاهش پاسخ سازهصها با نیروی کنترلی کمتری نسبت به روش LQR نشان میصدهند
The objective of this work is the control of structures subjected to earthquake excitations by means of the pole placement algorithm, in order to improve their response against dynamic motions. Pole placement method, also referred to as pole assignment method, is an effective classical algorithm in modern control theory that estimates the feedback matrix so the system will have poles (eigenvalues) that are preselected by the designer. Successful application of the algorithm requires judicious placement of the closed-loop eigenvalues on the part of the designer. From the theory of structural dynamics, modal damping and frequencies determine a systems behavior and response to external excitations. In this study, frequencies assumed to be constant and damping ratios are chosen by an efficient meta-heuristic optimization algorithm called multi objective Enhanced Colliding Bodies Optimization (ECBO) which is used in the control of structural system for the first time. The proposed approach is demonstrated with numerical examples, where a five and an eight story building are analyzed subjected to different earthquake motions. Numerical results showed that the proposed control procedure is efficient in reducing the response of building structures with a smaller amount of required control forces in comparison to the widely used Linear Quadratic Regulator (LQR)
Optimal pole assignment method in structural control using ECBO algorithm