Metodo di controllo stocastico semi-attivo della struttura basato su smorzatori magnetoreologici considerando il ritardo

Sommario

In questo documento viene proposto un metodo di controllo semiattivo ottimale stocastico con compensazione del ritardo (SOSC-PSO), progettato per mantenere l'affidabilità delle strutture controllate dagli smorzatori MR.

Abstract

L'uso di smorzatori magnetoreologici (MR) nei sistemi di controllo semi-attivi affronta una sfida fondamentale: il ritardo causato dai processi di feedback, che riduce l'affidabilità delle strutture di ingegneria civile sotto eccitazioni stocastiche. Questo articolo propone un metodo di controllo semi-attivo ottimale stocastico con compensazione del ritardo (SOSC-PSO), sfruttando la teoria del controllo ottimale stocastico fisico (PSO) per affrontare questo problema e mantenere l'affidabilità strutturale. Il metodo proposto deriva la forza di controllo semi-attiva in funzione sia dello stato attuale che di quello precedente, compensando i ritardi nel processo di controllo. Per ottimizzare l'efficacia del controllo, i parametri chiave vengono regolati in base a un criterio di affidabilità del sistema. Le analisi di validazione su strutture a singolo grado di libertà e multigrado di libertà sotto eccitazioni sismiche stocastiche mostrano che i ritardi temporali compromettono significativamente le prestazioni degli smorzatori MR. Tuttavia, il metodo SOSC-PSO con compensazione del ritardo migliora significativamente l'efficacia del controllo e, con parametri ottimizzati, migliora l'affidabilità del sistema di controllo strutturale oltre i metodi senza ottimizzazione dei parametri.

Introduzione

Migliorare le prestazioni delle strutture ingegneristiche di fronte a eventi catastrofici, come terremoti e venti estremi, rimane una preoccupazione primaria all'interno della comunità dell'ingegneria civile. È stato dimostrato che il controllo strutturale, una tecnica efficace per ridurre le vibrazioni, migliora sia la sicurezza che la funzionalità di tali strutture ^1,2,3. Negli ultimi decenni, a questo scopo sono stati sviluppati vari metodi e tecnologie avanzate. Questi metodi possono essere classificati in quattro categorie in base al tip....

Protocollo

1. Metodo di controllo semi-attivo stocastico ottimale

Poiché l'effetto di controllo di uno smorzatore MR è significativamente influenzato dall'inevitabile ritardo, viene sviluppato un metodo di controllo semi-attivo con un algoritmo di compensazione del ritardo per aumentare le prestazioni della struttura controllata. Inoltre, la casualità insita nelle eccitazioni esterne causa le evidenti incertezze delle risposte dinamiche. Il controllo PSO viene introdotto per ottimizzare i parametri critici del metodo proposto per garantire l'affidabilità del sistema di controllo della struttura.

1.1 Algoritmo....

Risultati

Con l'obiettivo di influenzare il ritardo sull'efficacia del controllo del metodo basato su smorzatori RM, in questo articolo viene proposto un metodo di controllo semi-attivo con compensazione del ritardo. Nel metodo proposto, i parametri critici sono ottimizzati in base al criterio di affidabilità. Confrontando l'efficacia del controllo, si giunge alle seguenti conclusioni:

(1) Il metodo di controllo semi-attivo basato su uno smorzatore MR è più robusto del .......

Discussione

Con l'introduzione della teoria del controllo ottimale stocastico fisico (PSO), in questo articolo viene proposto un metodo di controllo semiattivo ottimale stocastico con compensazione del ritardo temporale (SOSC-PSO), progettato per mantenere l'affidabilità delle strutture controllate dagli smorzatori MR. Per compensare il ritardo temporale nel metodo proposto, la forza di controllo semi-attiva è derivata in funzione non solo degli stati presenti, ma anche degli stati e delle forze di .......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
MATLAB	MathWorks	2016	Utilizzo per il calcolo del metodo proposto