شيوه نوين براي پايش و كنترل فعال نوسان هاي سازه-هاي هوشمند باچندين حسگر و عملگر

New approach for active control of smart structureʹʹs vibrations using multi actuators and sensors

در اين مقاله روش نويني براي پايش فعال نوسان هاي سازه ها ارايه مي گردد. رابطه سازي اين فرايند بر پايه اصول ديناميك سازه ها مي باشد و در آن نوسان-هاي سازه با چندين عملگر و حسگر پايش مي شود. در اينجا، نيروي هر عملگر به صورت نيروي معادل ميرايي لزج پنداشته شده و تلاش مي گردد نيروهاي عملگرها به گونه اي محاسبه شوند كه تعداد بيشتري از ميرايي مودهاي نوسان پايين سازه بحراني شوند. با اين كار، نيروهاي عملگرها در يك فرايند رياضي ساده به دست مي آيد. روش پيشنهادي جهت مقابله با نيروهاي زلزله،باد و انفجار قابل استفاده مي-باشد.كارايي روش پيشنهادي با بررسي تغييرات تغيير مكان، بيشينه انرژي جنبشي سازه و مجموع مقادير تغيير مكان هاي نسبي طبقات در حالت هاي مختلف پايش فعال سازه پنج درجه آزادي بررسي مي گردد. نتايج عددي نشان مي دهند، شيوه پايش فعال پيشنهادي عملكرد مناسبي در كاهش نوسان هاي سازه دارد. مطابق نتايج بدست آمده، بيشينه تغيير مكان طبقات بالايي باتعداد عملگر و حسگر مناسب در سازه 5 درجه آزادي تا 75 درصد كاهش مي يابد. همچنين بيشينه انرژي جنبشي سازه با استفاده از يك عملگر و يك حسگر در موقعيت هاي مناسب حدود90 درصد كاهش خواهد داشت.

In this paper new approach is presented for controlling the structural vibrations. The proposed active control method is based on structural dynamics theories in which multi actuators and sensors are utilized. Each actuator force is modeled as an equivalent viscous damper so that several lower vibration modes are damped critically. This subject is achieved by simple mathematical formulation. The proposed method does not depend on the type of dynamic load and it could be applied to control structures with multi degrees of freedom. For numerical verification of proposed method, several criterions such as maximum displacement, maximum kinetic energy and maximum drift are evaluated in five story shear building, excited by harmonic load. This study shows that the proposed method has suitable efficiency for reducing structural vibrations. According to the results, the maximum shift in the structure of the upper floors 5 degrees of freedom are reduced by 75%.