کاربرد نظریه آشوب در کنترل فعال سازهها

امروزه بزرگترین چالش مهندسی سازه، طراحی بهینه سازهها در برابر بارهای ناشی از زمین لرزه و بادهای شدید است. محدودیتهای روشهای سنتی طراحی سازهها منجر به بکارگیری و استفاده از فناوری سازههای هوشمند شده است. از اینرو، کاربرد سیستمهای کنترل فعال بهینه در سازههای هوشمند به طور چشمگیری افزایش یافته است. برای پیادهسازی این سیستمهای کنترل، الگوریتمهای مختلفیمورد استفاده قرار گرفتهاند. همچنین، تحقیقات متعددی به کنترل پاسخ ساختمانهای برشی چند درجه آزادی با استفاده از تاندون فعال پرداختهاند. از دیدگاه ریاضی، این مساله به صورت یک مساله بهینهسازی طبقهبندی شده است که کنترل فعال بهینه لحظهای (IOAC)تابع هدف آن است. در این راستا، شاخص عملکرد بهینهی لحظهای، یک هماهنگی دوسویه بین کاهش پاسخ سازهای و کمینهسازی نیروی کنترلی مورد نیاز، برقرار میکند. در این مقاله، برای بهبود نسخه اصلی تکنیک بهینهسازی ازدحام ذرات، نظریه آشوب با بکارگیری نگاشتدایره مورد استفاده قرار گرفته است. الگوریتم حاصله برای تعیین نیروی بهینه سیستم تاندون فعال استفاده شده است. به منظور شبیهسازی عددی، یک ساختمان برشی سه طبقه مورد بررسی قرار گرفته است تا کارایی و کفایت روش پیشنهادی تعیین شود. ساختمان مذکور، قبلادر نوشتههای فنی با روشهای دیگر کنترل شده است. بررسی نتایج و مقایسه آن با سایر روشها نشان میدهد که با استفاده از نگاشت دایره در الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات، پاسخهای سازه به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. این تحقیق، نشان میدهد که استفاده از نظریه آشوب، کارایی کنترل فعال بهینه را افزایش میدهد.

Keywords:

بهینهسازی ازدحام ذرات , نگاشت دایره , کنترل فعال , ساختمان برشی چند درجه آزادی , سیستم تاندون فعال