Método de controle semi-ativo estocástico da estrutura baseado em amortecedores magnetoreológicos considerando o atraso de tempo

Summary

Um método de controle semi-ativo ótimo estocástico com compensação de atraso de tempo (SOSC-PSO) é proposto neste artigo, projetado para manter a confiabilidade de estruturas controladas por amortecedores de RM.

Abstract

O uso de amortecedores magnetoreológicos (MR) em sistemas de controle semi-ativos enfrenta um desafio importante: atraso de tempo causado por processos de feedback, o que reduz a confiabilidade das estruturas de engenharia civil sob excitações estocásticas. Este artigo propõe um método de Controle Semi-ativo Ótimo Estocástico com compensação de atraso de tempo (SOSC-PSO), aproveitando a teoria de controle Ótimo Estocástico Físico (PSO) para resolver esse problema e manter a confiabilidade estrutural. O método proposto deriva a força de controle semi-ativa em função dos estados atual e anterior, compensando os atrasos no processo de controle. Para otimizar a eficácia do controle, os principais parâmetros são ajustados com base em um critério de confiabilidade para o sistema. Análises de validação em estruturas de grau único de liberdade e multigrau de liberdade sob excitações sísmicas estocásticas mostram que atrasos de tempo prejudicam significativamente o desempenho dos amortecedores de RM. No entanto, o método SOSC-PSO com compensação de atraso de tempo melhora significativamente a eficácia do controle e, com parâmetros otimizados, aumenta a confiabilidade do sistema de controle estrutural além dos métodos sem otimização de parâmetros.

Introduction

Melhorar o desempenho das estruturas de engenharia diante de eventos catastróficos, como terremotos e ventos extremos, continua sendo uma preocupação primordial na comunidade de engenharia civil. O controle estrutural, uma técnica eficaz para reduzir vibrações, provou aumentar a segurança e a funcionalidade de tais estruturas ^1,2,3. Nas últimas décadas, vários métodos e tecnologias avançadas foram desenvolvidos para esse fim. Esses métodos podem ser amplamente classificados em quatro categorias com base no tipo de energia usada para acionar o....

Protocol

1. Método de controle semi-ativo ótimo estocástico

Como o efeito de controle de um amortecedor MR é significativamente influenciado pelo inevitável atraso de tempo, um método de controle semi-ativo com um algoritmo de compensação de atraso de tempo é desenvolvido para aumentar o desempenho da estrutura controlada. Além disso, a aleatoriedade inerente às excitações externas causa as incertezas óbvias das respostas dinâmicas. O controle PSO é introduzido para otimizar os parâmetros críticos do método proposto para garantir a confiabilidade do sistema de controle da estrutura.

1.1 Algoritmo de compens....

Results

Visando a influência do atraso de tempo na eficácia de controle do método baseado em amortecedores de RM, um método de controle semi-ativo com compensação de atraso de tempo é proposto neste artigo. No método proposto, os parâmetros críticos são otimizados com base no critério de confiabilidade. Ao comparar a eficácia do controle, as seguintes conclusões são abordadas:

(1) O método de controle semi-ativo baseado em um amortecedor MR é mais robusto do que o mét.......

Discussion

Com a introdução da teoria de controle ótimo estocástico físico (PSO), um método de controle semi-ativo ótimo estocástico com compensação de atraso de tempo (SOSC-PSO) é proposto neste artigo, projetado para manter a confiabilidade das estruturas controladas por amortecedores de RM. Para compensar o atraso de tempo no método proposto, a força de controle semi-ativa é derivada como a função não apenas dos estados presentes, mas também dos estados e forças de controle em etapas de tempo an.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
MATLAB	MathWorks	2016	Utilização para o cálculo do método proposto