Luận Văn Điều khiển hệ cản bán chủ động mr với các giải thuật khác nhau nhằm mục đích tăng khả năng kháng chấ

TÓM TẮT: Bài báo này phân tích khả năng giảm chấn của hệ cản bán chủ động MR,
một hệ cản rất mới, chỉ đòi hỏi nguồn năng lượng tương đối nhỏ nhưng có khả năng đáp ứng
rất tốt. Mô hình kết cấu sử dụng trong nghiên cứu là khung thép 3 tầng chịu tác động của 04
trận động đất thực tế: ElCentro, Hachinohe, Kobe, Northidge và một trận động đất nhân tạo
AQuakeEarth. Hiệu quả giảm chấn của kết cấu được tính toán dựa trên các thuật giải: Thuật
giải Clipped-Optimal với trạng thái hồi tiếp chuyển vị,vận tốc; Thuật giải H2/LQG với trạng
thái hồi tiếp gia tốc; Thuật giải Proposed Fuzzy Control, sử dụng công cụ toán học rất mạnh
là Fuzzy Logic trong bài toán điều khiển kết cấu; Thuật giải Gain-Scheduled Fuzzy Control và
Thuật giải Self-Tuning Fuzzy Control, vừa sử dụng Fuzzy Logic vừa sử dụng các công cụ tối
ưu hoá thông số điều khiển Kv. Tất cả các thuật giải trên đều được kết hợp với công cụ hỗ trợ
Simulink của Matlab. Mục đích của bài báo này là xem xét thuật giải điều khiển nào đem lại
hiệu quả giảm chấn tốt nhất khi kết cấu chịu ảnh hưởng của động đất. Kết quả nghiên cứu đã
chứng tỏ thuật giải Self-Tuning Fuzzy Logic, một giải pháp điều khiển mới, cho hiệu quả giảm
chấn rất tốt, có khả năng áp dụng cho các công trình thực tế.
1.GIỚI THIỆU
Hiện nay, tại Việt Nam đã xuất hiện những trận động đất với tần suất nhiều hơn và cường
độ mạnh hơn. Trong khi đó, qua những phương tiện thông tin chúng ta đã biết được hậu quả
của chúng gây ra đối với cuộc sống con người trên thế giới thật là to lớn. Vì vậy, nhiệm vụ đặt
ra là phải giảm thiểu những thiệt hại nghiêm trọng đó một cách hiệu quả nhất.
Một họ điều khiển bán chủ động đang được phát triển rất mạnh là hệ cản chất lỏng điều
khiển được (Controllable Fluid Damper). Hiện nay có hai chất lưu đang được sử dụng làm
thành phần của hệ cản là ER và MR.Chất lưu ER (viết tắt của thuật ngữ Electro-Rheological
tạm dịch là lưu biến điện) được phát hiện và ứng dụng trước tiên, nhưng lại tồn tại một số hạn
chế nhất định. Còn chất lưu MR (viết tắt của thuật ngữ Magneto-Rheological, tạm dịch là lưu
biến từ) được phát hiện sau nhưng có nhiều đặc điểm nổi trội hơn nên hiện nay đang được
nghiên cứu rộng rãi trên khắp thế giới.
Trong vài năm gần đây, trên nền tảng phát triển của lý thuyết Fuzzy Logic mạnh mẽ, hình
thành nên một số giải thuật điều khiển có tính tư duy logic và trừu tượng cao. Bài báo đề cập
tới việc ứng dụng các giải thuật đó cho hệ cản MR để điều khiển kết cấu nhằm tăng hiệu quả
giảm chấn cho công trình: Thuật giải Proposed Fuzzy Control Algorithm, sử dụng công cụ
toán học rất mạnh là Fuzzy Logic trong bài toán điều khiển kết cấu; Thuật giải Gain-
Scheduled Fuzzy Control và Thuật giải Self-Tuning Fuzzy Control, vừa sử dụng Fuzzy Logic
vừa sử dụng các công cụ tối ưu hoá thông số điều khiển Kv. Các giải thuật này có thể giải
quyết được bài toán ứng xử phi tuyến của kết cấu. Một trong những thuận lợi khi lựa chọn các
giải thuật này chính là sự phù hợp của nó với tập dữ liệu đầu vào có tính không chắc chắn.