Abstract




 
   

IJE TRANSACTIONS A: Basics Vol. 26, No. 10 (October 2013) 1169-1182   

downloaded Downloaded: 211   viewed Viewed: 2019

  SEMI-ACTIVE CONTROL OF BUILDING STRUCTURES USING VARIABLE STIFFNESS DEVICE AND FUZZY LOGIC
 
S. Pourzeynali and P. Jooei
 
( Received: November 21, 2012 – Accepted: April 18, 2013 )
 
 

Abstract    Semi-active control devices, also called “Intelligent” control devices, constitute the positive aspects of both the passive and active control devices. A semi-active control strategy is similar to the active control strategy, but this control device has been shown to be more energy-efficient than active devices. A particular type of semi-active control device, the Variable Stiffness Device (VSD), consists of a hydraulic cylinder with a normally closed solenoid control valve inserted in the tube connecting the two cylinder chambers. This paper emphasizes on the application of Semi-active Fuzzy Logic Controller (SFLC) of this system for getting the best results in the reduction of the building responses under earthquake excitations. For the numerical example, a 12-story building, located in the city of Rasht, Iran, is modeled as 3-D frame and the problem is solved in state space. The results obtained from the proposed control scheme (SFLC) are compared with those obtained from the ON-OFF control method. It is found that the SFLC is highly effective in reducing the responses of the example building than the ON-OFF algorithm. In this study, the optimal values of the fuzzy rule bases, membership functions, and the location of the control device are determined.

 

Keywords    Semi-active Control, variable stiffness device (VSD), ON-OFF algorithm, fuzzy logic controller (FLC)

 

چکیده    دستگاه‌های کنترل نیمه فعال که به آن‌ها دستگاه‌های کنترل "هوشمند" نیز گفته می‌شود، جنبه‌های مثبت هر دو سیستم کنترل فعال و غیر فعال را دارا می‌باشند. عملکرد سیستم کنترل نیمه فعال مشابه عملکرد کنترل فعال است، با این تفاوت که ابزار کنترلی نیمه فعال از لحاظ مصرف انرژی از ابزار کنترلی فعال بهتر عمل کرده و انرژی کمتری را مصرف می‌کنند. نوع خاصی از دستگاه کنترل نیمه فعال، ابزار با سختی متغیر می‌باشد که شامل یک استوانه ی هیدرولیکی با دریچه قابل کنترل است، که این دریچه توسط یک لوله به بدنه استوانه‌ای متصل شده است. این مقاله تاثیر استفاده از کنترل نیمه فعال با استفاده از منطق فازی بر روی این وسیله کنترلی را برای گرفتن بهترین نتایج در کاهش پاسخ‌های ساختمان‌هایی که تحت تحریک زلزله قرار می‌گیرند مورد بررسی قرار می‌دهد. برای مطالعه عددی، از یک ساختمان 12 طبقه، واقع در کشور ایران شهر رشت، که به صورت سه بعدی مدل شده استفاده شده و معادله دینامیکی حرکت سازه با رویکرد فضای حالت حل شده است. نتایج به دست آمده از روش کنترل نیمه فعال با استفاده از منطق فازی با پاسخ‌های به دست آمده از الگوریتم کنترلی ON-OFF مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده عملکرد موثر کنترل نیمه فعال با استفاده از منطق فازی در کاهش پاسخ‌های سازه مورد مطالعه نسبت به الگوریتم ON-OFF است. در این پژوهش مقادیر بهینه پایگاه قواعد فازی و توابع عضویت منطق فازی، و همچنین محل قرارگیری مناسب ابزار کنترل تعیین می‌شود.

References    v





International Journal of Engineering
E-mail: office@ije.ir
Web Site: http://www.ije.ir