طراحی و پیاده سازی یک کنترل کننده فعال برای یک سازه تحت تحریک بار لرزه ای

از آنجایی که ایمنی سازه ها در برابر زلزله و نیروهای باد یکی از نگران های اصلی برای مهندسین در ساخت سازه های بلند می باشد، بنابراین بایستی توجه ویژه ای به حفاظت از این گونه ساختمان ها در برابر اثرات مخرب باد و زلزله داشت. یکی از روش های متداول جهت کاهش پاسخ های ناخوشایند تحت بارهای غیر منتظره زلزله و باد استفاده از میراگر جرمی فعال می باشد. یکی از الزامات طراحی ایمن سازه ها، پیش بینی رفتار آن ها در برابر تحریکات خارجی چون زمین لرزه است. این امر می تواند از طریق اندازه گیری پاسخ سازه به ازای تحریکات خارجی محقق شود. مسلماً در خصوص سازه های ساختمانی امکان سعی و خطا و انجام آزمایش بر روی سازه واقعی در شرایط واقعی وقوع زمین لرزه وجود ندارد. بنابراین، راه حل منطقی، شبیه سازی شرایط وقوع زمین لرزه برای سازه واقعی یا مدلی برگرفته از سازه اصلی است. البته اینکه پس از ساخت یک ساختمان در مقیاس واقعی به بررسی پاسخ آن در برابر ورودی هایی مانند باد یا زلزله پرداخته شود مستلزم هزینه های بالا است و مقرون به صرفه نیست. از این رو بهتر آن است که پیش از ساخت چنین سازه هایی یک مدل از آن ساخته شود و در سطح آزمایشگاهی به بررسی آن پرداخت. میز لرزه یکی از ابزارهای مفید و موثر در مطالعات مربوط به سازه های آزمایشگاهی می باشد. امروزه با ساختن میز های شبیه ساز زلزله مسئله کنترل سازه های آزمایشگاهی مورد توجه بسیاری از مهندسین کنترل قرار گرفته است. به همین منظور ابتدا یک مدل 10 طبقه واقعی در اجزا محدود مدل شده است، وسپس از طریق تکنیک کاهش مرتبه به مدل دو درجه قابل ساخت آزمایشگاهی تبدیل شده است. پس از ساخت مدل، طراحی و پیاده سازی کنترل کننده فعال بر روی سازه دو درجه مدل شده تحت تحریک بار لرزه ای شبیه سازی شده با میز لرزه انجام شده است. سیستم کنترل فعال بر روی طبقه دوم از سازه نصب شده است. در این تحقیق از تکنیک پردازش تصویر برای اندازه گیری جابجایی طبقات استفاده شده است. همچنین کنترل کننده های فازی ژنتیک و مد لغزشی برای کنترل جابجایی طبقه دوم از سازه طراحی و بر روی سازه پیاده سازی شده است. نتایج پیاده سازی نشان از عملکرد بهتر کنترل کننده مد لغزشی نسبت به کنترل کننده فازی ژنتیک دارد.