کنترل پیش بین مبتنی بر فیلتر کالمن و ملاحظه اثر اشباع عملگر در کنترل فعال ساختمان نه طبقه مبنای SAC

کنترل پیش بین یک الگوریتم کنترل بهینه ای می باشد که نیروی کنترلی به دست آمده از این روش با حل یک مسئله بهینه یابی در حضور محدودیت های سخت و نرم حاصل می شود. به دلیل وجود عدم قطعیت در معادله فرآیند و همچنین ساختار حسگرهای حالت و از طرفی وجود محدودیت هایی در ظرفیت عملگرهای کنترلی نیاز به ایجاد یک فرآیند کنترلی می باشد که همه این شرایط و محدودیت ها را به نحو مطلوبی در خود بگنجاند. به همین جهت، در این پژوهش، یک روش کنترل پیش بین گسسته مبتنی بر فیلتر کالمن و ملاحظه اثر اشباع عملگر ارائه می شود. فیلتر کالمن به عنوان یک تخمین زننده حالت قادر است، حالت های نزدیک تر به واقعیت را ارائه نماید. از سویی اعمال محدودیت های عملکردی در فرآیند کنترل باعث می شود تا اشباع عملگرها نیز به صورت بهینه ملاحظه گردند. در تحقیق حاضر، برای بررسی کارایی روش کنترلی پیشنهادی در کاهش پاسخ های لرزه ای از یک سازه نه طبقه فولادی مبنا (SAC) تحت بارگذاری لرزه ای استفاده شده است. سپس، نتایج به دست آمده از روش ارائه شده با ملاحظه سه سناریوی محدودیت نیروی کنترلی مختلف با نتایج حالت کنترل نشده مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج مطالعات عددی حاکی از عملکرد مناسب فرآیند کنترلی پیشنهادی در کاهش پاسخ های لرزه ای بودند. همچنین جایگزینی عملگرهای با ظرفیت پایین به جای عملگرهای با ظرفیت بالا ضمن اقتصادی تر کردن فرآیند کنترل، از لحاظ پاسخ ها تغییر قابل توجهی در کاهش نسبت پاسخ های سیستم کنترل شده به کنترل نشده ایجاد نکردند. برای نمونه بیشترین تغییرات شاخص عملکردی نسبت دریفت (J۱) برای حالت کنترل شده با محدودیت کنترلی به حالت کنترل شده بدون محدودیت کنترلی برای زلزله السنترو برابر با ۴درصد بود، در حالیکه همین شرایط برای شاخص حداکثر نیروی کنترلی (J۱۲) برابر با ۷۸ درصد بود.

کلیدواژه ها:

کنترل پیش بین ، فیلتر کالمن ، اشباع عملگر ، سازه مبنا (SAC) ، حسگر حالت