Stochastische semi-aktive Regelungsmethode der Struktur auf Basis magnetorheologischer Dämpfer unter Berücksichtigung der Zeitverzögerung

Summary

In dieser Arbeit wird eine stochastische optimale semiaktive Kontrollmethode mit Zeitverzögerungskompensation (SOSC-PSO) vorgeschlagen, die darauf ausgelegt ist, die Zuverlässigkeit von Strukturen, die durch MR-Dämpfer gesteuert werden, aufrechtzuerhalten.

Abstract

Der Einsatz von magnetorheologischen (MR) Dämpfern in semiaktiven Regelungssystemen steht vor einer zentralen Herausforderung: Zeitverzögerung durch Rückkopplungsprozesse, die die Zuverlässigkeit von Bauwerken im Bauwesen unter stochastischen Anregungen verringert. In diesem Artikel wird eine stochastische optimale semiaktive Regelungsmethode mit Zeitverzögerungskompensation (SOSC-PSO) vorgeschlagen, die die physikalische stochastische optimale Regelungstheorie (PSO) nutzt, um dieses Problem zu lösen und die strukturelle Zuverlässigkeit zu erhalten. Das vorgeschlagene Verfahren leitet die semiaktive Steuerkraft als Funktion sowohl des aktuellen als auch des vorherigen Zustands ab, wodurch Zeitverzögerungen im Regelungsprozess kompensiert werden. Um die Wirksamkeit der Steuerung zu optimieren, werden wichtige Parameter auf der Grundlage eines Zuverlässigkeitskriteriums für das System abgestimmt. Validierungsanalysen an Strukturen mit einem und mehreren Freiheitsgraden unter stochastischen seismischen Anregungen zeigen, dass Zeitverzögerungen die Leistung von MR-Dämpfern signifikant beeinträchtigen. Die SOSC-PSO-Methode mit Zeitverzögerungskompensation verbessert jedoch die Wirksamkeit der Regelung erheblich und erhöht bei optimierten Parametern die Zuverlässigkeit des strukturellen Kontrollsystems über Methoden ohne Parameteroptimierung hinaus.

Introduction

Die Verbesserung der Leistung von Ingenieurbauwerken angesichts von Katastrophenereignissen wie Erdbeben und extremen Winden ist nach wie vor ein Hauptanliegen der Bauingenieure. Die strukturelle Kontrolle, eine wirksame Technik zur Reduzierung von Vibrationen, verbessert nachweislich sowohl die Sicherheit als auch die Funktionalität solcher Strukturen ^1,2,3. In den letzten Jahrzehnten wurden zu diesem Zweck verschiedene fortschrittliche Methoden und Technologien entwickelt. Diese Verfahren können grob in vier Kategorien eingeteilt werden, ba....

Protocol

1. Stochastische optimale semiaktive Regelungsmethode

Da die Regelwirkung eines MR-Dämpfers maßgeblich durch die unvermeidliche Zeitverzögerung beeinflusst wird, wird ein semiaktives Regelungsverfahren mit einem Zeitverzögerungskompensationsalgorithmus entwickelt, um die Leistung der geregelten Struktur zu erhöhen. Außerdem verursacht die Zufälligkeit, die externen Anregungen innewohnt, die offensichtlichen Unsicherheiten dynamischer Reaktionen. Die PSO-Regelung wird eingeführt, um die kritischen Parameter des vorgeschlagenen Verfahrens zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit des Struktursteuerungssystems zu optimieren.

Results

Mit dem Ziel des Einflusses der Zeitverzögerung auf die Kontrolleffektivität des MR-Dämpfer-basierten Verfahrens wird in diesem Beitrag ein semiaktives Regelungsverfahren mit Zeitverzögerungskompensation vorgeschlagen. In der vorgeschlagenen Methode werden die kritischen Parameter auf der Grundlage des Zuverlässigkeitskriteriums optimiert. Durch den Vergleich der Wirksamkeit der Kontrollen werden folgende Schlussfolgerungen gezogen:

(1) Die semiaktive Kontroll.......

Discussion

Mit der Einführung der physikalischen stochastischen optimalen Kontrolltheorie (PSO) wird in dieser Arbeit eine stochastische optimale semiaktive Kontrollmethode mit Zeitverzögerungskompensation (SOSC-PSO) vorgeschlagen, die darauf ausgelegt ist, die Zuverlässigkeit von Strukturen, die durch MR-Dämpfer gesteuert werden, zu erhalten. Um die Zeitverzögerung in dem vorgeschlagenen Verfahren zu kompensieren, wird die semiaktive Steuerkraft nicht nur als Funktion der gegenwärtigen Zustände, s.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
MATLAB	MathWorks	2016	Verwendung für die Berechnung der vorgeschlagenen Methode