توسعه تئوري سازه هاي هوشمند با شناسايي سيستم و كنترل لحظه اي همزمان

دكتري

سازه هاي هوشمند عمراني مجهز به سيستم پايش سلامت و سيستم كنترل ارتعاشات لرزه اي هستند كه اغلب به صورت جداگانه در نظر گرفته شده¬اند. اين جداسازي يكي از موانع اصلي رشد و توسعه اين سازه ها مي باشد. اين تحقيق به ايجاد سازه هوشمندي پرداخته است كه در آن شناسايي برخط و كنترل ارتعاشات به صورت يكپارچه انجام شده¬اند. براي رسيدن به اين منظور شناساگر برخط EASI-Teager در كنار كنترلگر مودال مستقل قرار گرفته است. اگر در حين اعمال نيروي خارجي به سازه خرابي به وجود آيد شناساگر EASI-Teager زمان و مكان آسيب و همچنين پارامترهاي مودال جديد را شناسايي مي كند و سپس اين پارامترهاي جديد وارد بخش كنترل شده و ماتريس بهره كنترلگر به روزرساني مي شود و سپس نيروي كنترل بهينه به سازه اعمال مي شود. الگوريتم EASI-Teager مركب از روش¬هاي جداسازي كور منابع تطبيقي-EASI- و عملگر انرژي تيگر مي باشد تا بتواند مزاياي هر دو روش را براي شناسايي استفاده كند. اين شناساگر سه گام اساسي دارد در ابتدا داده¬هاي پرت از سيستم خارج مي شوند سپس مختصات مودال و شكل مود¬ها با استفاده از الگوريتم EASI به صورت برخط شناسايي مي¬شوند. در ادامه، عملگر انرژي تيگر پارامترهاي مودال شامل فركانس-هاي طبيعي و نسبت¬هاي ميرايي را از مختصات مودال كه در مرحله قبل استخراج شدند تخمين مي زند. در اين رساله، الگوريتم جديد VS-EASI پيشنهاد شد كه با داشتن اندازه گام متغير عملكرد الگوريتم EASI را بهبود داد تا سريعتر همگرا شود و همزمان خطاهاي حالت پايدار كمتري داشته باشد. عملكرد الگوريتم¬هاي شناسايي برخط EASI-Teager ، VS-EASI و سازه هوشمند متشكل از شناساگر برخط و كنترل¬گر مودال مستقل پيشنهاد شده، با استفاده از مثال هاي عددي و سازه مبنا بررسي شد. نتايج نشان مي دهد كه الگوريتم هاي شناسايي پيشنهادي عملكرد خوبي در شناسايي پارامترهاي مودال سازه هاي با ميرايي كم داشته و با افزايش ميرايي عملكرد آن ها كاهش يافته است. همچنين اين الگوريتم ها در حضور نويز نيز مستحكم بوده ولي نسبت به داده هاي پرت حساس مي باشند. كاربرد اين روشها محدود به سازه هاي خطي با رفتار برشي است و تعداد سنسورها بايد با تعداد مودهاي فعال برابر باشند. بعلاوه، نتايج بيانگر اين است كه سازه هوشمند پيشنهادي به خوبي توانسته زمان و مكان آسيب و همچنين پارامترهاي مودال سازه آسيب ديده را به درستي شناسايي كند. به روزرساني كنترلگر بر اساس پارامترهاي جديد سبب كاهش قابل توجه پاسخهاي سازه شده است.

205420

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران گرايش زلزله

دكتر فريدون اميني