Research Article

طريقة التحكم شبه النشطة العشوائية للهيكل على أساس المخمدات المغناطيسية مع مراعاة التأخير الزمني

DOI:

10.3791/68259

⸱

April 4th, 2025

 ,  ,  , 
1School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, 2Key Laboratory of Roads and Railway Engineering Safety Control, Shijiazhuang Tiedao University, 3Innovation Center of Wind Engineering & Wind Energy Technology Hebei, Shijiazhuang Tiedao University, 4School of Civil Engineering, Tongji University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم اقتراح طريقة التحكم شبه النشط العشوائي الأمثل مع تعويض التأخير الزمني (SOSC-PSO) في هذه الورقة ، والتي تم تصميمها للحفاظ على موثوقية الهياكل التي يتم التحكم فيها بواسطة مخمدات MR.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يواجه استخدام المخمدات المغناطيسية (MR) في أنظمة التحكم شبه النشطة تحديا رئيسيا: التأخير الزمني الناجم عن عمليات التغذية الراجعة ، مما يقلل من موثوقية هياكل الهندسة المدنية تحت الإثارة العشوائية. تقترح هذه الورقة طريقة التحكم شبه النشط العشوائي الأمثل مع تعويض التأخير الزمني (SOSC-PSO) ، والاستفادة من نظرية التحكم الأمثل العشوائي الفيزيائي (PSO) لمعالجة هذه المشكلة والحفاظ على الموثوقية الهيكلية. تستمد الطريقة المقترحة قوة التحكم شبه النشطة كدالة لكل من الحالات الحالية والسابقة ، مما يعوض التأخيرات الزمنية في عملية التحكم. لتحسين فعالية التحكم ، يتم ضبط المعلمات الرئيسية بناء على معيار موثوقية النظام. تظهر تحليلات التحقق من الصحة على هياكل أحادية الدرجة من الحرية ومتعددة درجات الحرية تحت الإثارة الزلزالية العشوائية أن التأخير الزمني يضعف بشكل كبير أداء مخمدات MR. ومع ذلك ، فإن طريقة SOSC-PSO مع تعويض تأخير الوقت تعمل بشكل كبير على تحسين فعالية التحكم ، ومع المعلمات المحسنة ، فإنها تعزز موثوقية نظام التحكم الهيكلي بما يتجاوز الطرق دون تحسين المعلمات.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لا يزال تحسين أداء الهياكل الهندسية في مواجهة الأحداث الكارثية ، مثل الزلازل والرياح الشديدة ، مصدر قلق أساسي داخل مجتمع الهندسة المدنية. ثبت أن التحكم الهيكلي ، وهو تقنية فعالة لتقليل الاهتزازات ، يعزز سلامة ووظائف هذه الهياكل1،2،3. على مدى العقود القليلة الماضية ، تم تطوير العديد من الأساليب والتقنيات المتقدمة لهذا الغرض. يمكن تصنيف هذه الطرق على نطاق واسع إلى أربع فئات بناء على نوع الطاقة المستخدمة لقيادة أجهزة التحكم: أنظمة التحكم النشطة وشبه النشطة والسلبية والهجينة4،5،

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. طريقة التحكم شبه النشطة العشوائية المثلى

نظرا لأن تأثير التحكم في مخمد MR يتأثر بشكل كبير بالتأخير الزمني الحتمي ، فقد تم تطوير طريقة تحكم شبه نشطة مع خوارزمية تعويض تأخير الوقت لزيادة أداء الهيكل المتحكم فيه. إلى جانب ذلك ، فإن العشوائية المتأصلة في الإثارة الخارجية تسبب عدم اليقين الواضح في الاستجابات الديناميكية. تم إدخال التحكم في PSO لتحسين المعلمات الهامة للطريقة المقترحة لضمان موثوقية نظام التحكم في الهيكل.

1.1 خوارزمية التعويض للتحكم شبه النشط

دون فقدان العمومية ، ضع في اعتبارك هيكل n-Degree-Freedoms (n-DOF) الذي تسيطر عليه مخمدات MR مع تأخير زمني ، والتي يتم ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بهدف تأثير التأخير الزمني على فعالية التحكم في الطريقة القائمة على المثبط بالرنين المغناطيسي ، تم اقتراح طريقة تحكم شبه نشطة مع تعويض تأخير الوقت في هذه الورقة. في الطريقة المقترحة ، يتم تحسين المعلمات الحرجة بناء على معيار الموثوقية. من خلال مقارنة فعالية المكافحة ، يتم تناول الاستنتاجات التالية:

(1) طريقة التحكم شبه النشطة القائمة على مخمد MR أكثر قوة من طريقة التحكم النشط. حتى مع التأخير الزمني ، لا تزال أنظمة التحكم شبه النشطة تحقق بعض تأثير التحكم ولكن لي.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

مع إدخال نظرية التحكم الأمثل العشوائي الفيزيائي (PSO) ، تم اقتراح طريقة التحكم شبه النشط العشوائي الأمثل مع تعويض التأخير الزمني (SOSC-PSO) في هذه الورقة ، والتي تم تصميمها للحفاظ على موثوقية الهياكل التي يتم التحكم فيها بواسطة مخمدات MR. للتعويض عن التأخير الزمني في الطريقة المقترحة ، يتم اشتقاق قوة التحكم شبه النشطة كوظيفة ليس فقط للحالات الحالية ولكن أيضا للحالات وقوى التحكم في الخطوات الزمنية السابقة في فضاء الحالة المنفصلة. لتحقيق فعالية التحكم المثلى من أجل الموثوقية ، تم تحسين الم.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى جميع المؤلفين تضارب في المصالح للإعلان عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعرب المؤلفون عن امتنانه للدعم المقدم من مؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة خبي (المنحة رقم E2023210007).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
MATLABMathWorks2016الاستخدام لحساب الطريقة المقترحة

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yao, J. T. P. Concept of structural control. J Struct Div. 98 (7), 1567-1574 (1972).
  2. Liu, J., Silva, C. E., Dyke, S. J., Wu, Y., Liu, H. Using real-time hybrid simulation for active mass damper experimentation and validation. Mech Mach Theory. 191, 105474(2024).
    3. ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Magnetorheological DampersSemi active ControlTime Delay CompensationStochastic ControlStructural ReliabilitySeismic ExcitationParameter OptimizationFeedback DelayPhysical Stochastic OptimalStructural Control System
Video Coming Soon

Related Articles