Stochastische semi-actieve controlemethode van de structuur op basis van magnetorheologische dempers, rekening houdend met tijdvertraging

Summary

In dit document wordt een stochastische optimale semi-actieve controlemethode met tijdvertragingscompensatie (SOSC-PSO) voorgesteld, die is ontworpen om de betrouwbaarheid van structuren die door MR-dempers worden aangestuurd, te behouden.

Abstract

Het gebruik van magnetorheologische (MR) dempers in semi-actieve besturingssystemen staat voor een belangrijke uitdaging: tijdsvertraging veroorzaakt door feedbackprocessen, die de betrouwbaarheid van civieltechnische constructies onder stochastische excitaties vermindert. Dit artikel stelt een stochastische optimale semi-actieve controlemethode voor met tijdvertragingscompensatie (SOSC-PSO), waarbij gebruik wordt gemaakt van de fysische stochastische optimale controletheorie (PSO) om dit probleem aan te pakken en de structurele betrouwbaarheid te behouden. De voorgestelde methode leidt de semi-actieve controlekracht af als functie van zowel de huidige als de vorige toestanden, ter compensatie van vertragingen in het controleproces. Om de effectiviteit van de besturing te optimaliseren, worden de belangrijkste parameters afgestemd op basis van een betrouwbaarheidscriterium voor het systeem. Validatieanalyses op structuren met één vrijheidsgraad en meerdere vrijheidsgraden onder stochastische seismische excitaties tonen aan dat vertragingen de prestaties van MR-dempers aanzienlijk beïnvloeden. De SOSC-PSO-methode met compensatie voor tijdvertraging verbetert echter de effectiviteit van de besturing aanzienlijk, en met geoptimaliseerde parameters verbetert het de betrouwbaarheid van het structurele besturingssysteem ten opzichte van methoden zonder parameteroptimalisatie.

Introduction

Het verbeteren van de prestaties van technische constructies in het licht van catastrofale gebeurtenissen, zoals aardbevingen en extreme wind, blijft een primaire zorg binnen de civieltechnische gemeenschap. Het is bewezen dat structurele controle, een effectieve techniek om trillingen te verminderen, zowel de veiligheid als de functionaliteit van dergelijke constructies verbetert ^1,2,3. In de afgelopen decennia zijn hiervoor verschillende geavanceerde methoden en technologieën ontwikkeld. Deze methoden kunnen grofweg worden ingedeeld in vier....

Protocol

1. Stochastische optimale semi-actieve controlemethode

Aangezien het regeleffect van een MR-demper aanzienlijk wordt beïnvloed door de onvermijdelijke tijdvertraging, wordt een semi-actieve regelmethode met een algoritme voor tijdvertragingscompensatie ontwikkeld om de prestaties van de gecontroleerde structuur te verbeteren. Bovendien veroorzaakt de willekeur die inherent is aan externe excitaties de voor de hand liggende onzekerheden van dynamische reacties. De PSO-besturing wordt geïntroduceerd om de kritische parameters van de voorgestelde methode te optimaliseren om de betrouwbaarheid va....

Results

Met het oog op de invloed van vertraging op de regeleffectiviteit van de MR-dempergebaseerde methode, wordt in dit artikel een semi-actieve regelmethode met vertragingscompensatie voorgesteld. In de voorgestelde methode worden de kritische parameters geoptimaliseerd op basis van het betrouwbaarheidscriterium. Door de effectiviteit van de controle te vergelijken, worden de volgende conclusies getrokken:

(1) De semi-actieve regelmethode op basis van een MR-dempe.......

Discussion

Met de introductie van de Physical Stochastic Optimal Control theory (PSO) wordt in dit artikel een Stochastic Optimal Semi-active Control methode met tijdvertragingscompensatie (SOSC-PSO) voorgesteld, die is ontworpen om de betrouwbaarheid van structuren die worden gecontroleerd door MR-dempers te behouden. Om de tijdsvertraging in de voorgestelde methode te compenseren, wordt de semi-actieve stuurkracht afgeleid als de functie van niet alleen de huidige toestanden, maar ook de toestand.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
MATLAB	MathWorks	2016	Using for the calculation of the proposed method