با استفاده از روش نيو مارك اصلاح شده مبتني بر الگوريتم بهينه لحظه‌اي MR كنترل نيمه‌فعال سازه مجهز به ميراگر

Semi-active Control of Structures with MR Damper Using Modified Newmark Method Based on Instantaneous Optimal Control Algorithm

در دهه ­هاي اخير، كارايي و تأثير انواع ابزارهاي كنترل نيمه­ فعال در بهبود عملكرد لرزه­اي سازه ­ها مورد مطالعه و توجه بسياري از محققين قرار گرفته است. در اين ميان، ميراگر مغناطيسي (MR) به علت كاربرد آسان، ظرفيت توليد نيروي مناسب و مصرف انرژي كمتر، به عنوان يكي از پركاربردترين تجهيزات كنترل نيمه­ فعال شناخته شده است. اين نوع ميراگر داراي رفتاري كاملاً غير خطي مي­باشد و تا كنون مدل­هاي مكانيكي متعددي براي بيان ويژگي­هاي رفتاري آن معرفي شده است، مدل بوك-ون اصلاح شده به عنوان يكي از رايج­ترين اين مدل­ها بوده و به خوبي رفتار ميراگر را نمايش مي­دهد. به دليل غير خطي بودن رفتار ميراگر MR، معادله حركت سازه مجهز به آن يك معادله درگير بوده و همواره يافتن روشي براي حل اين معادله يكي از مشكلات مطالعات عددي مربوط به اين نوع ميراگر مي­باشد. در اين مطالعه، با توجه به قابليت روش نموي نيومارك در حل معادلات ديناميكي خطي و غير خطي، از الگوريتم بهينه لحظه­اي جهت اصلاح و بهبود آن بهره گرفته شده و با استفاده از اين شيوه پيشنهادي معادله حركت سازه مجهز به ميراگر MR حل مي­گردد. همچنين جهت بررسي كارايي اين الگوريتم يك مطالعه عددي بر روي سازه مبناي سه طبقه معرفي شده توسط كميته ASCE انجام مي­گيرد. نتايج اين مطالعه عددي و مقايسه آن با ساير استراتژي­ها حاكي از كارآمدي روش نموي نيومارك اصلاح شده پيشنهادي مبتني بر الگوريتم بهينه لحظه­اي، در حل معادله ديفرانسيل غير خطي و كاهش ارتعاشات سازه مبنا تحت اثر تحريكات لرزه­اي مي­باشد

Magnetorheological (MR) fluid damper shows great promising in semi-active control of civil engineering structures, in which, fault-safe, low-power consumption, force controllability and rapid response are its advantageous. However, a major drawback that hinders its application rests with the non-linear force/displacement and hysteretic force/velocity characteristics. With regard to building control, it is crucial that a tractable model of the MR damper should be available before any design in realizable controller. There are several MR damper models proposed in the literature using a range of techniques. Models obtained by a deterministic approach include Bingham, phenomenological, Bouc-Wen models. The Bingham model cannot represents nonlinear behavior of MR damper and may be considered as a simple model for the hysteresis characteristic. The Bouc-Wen model uses a differential equation to depict the non-linear hysteresis with moderate complexity and is widely applied in building controls [1]. Nonlinear dependent relation between damper control force, floors displacement and velocity does not allow to solve governing equation of motion which makes the structure response analyzing impossible. There are a few new methods for estimating the response of structure with MR damper. In the present study modified Newmark-Beta method base on the instantaneous optimal control algorithm is used to estimate the response of the coupled system with MR damper, for the first time.