A different structural control approach is developed in this paper. Instead of solving the Riccati equation, new active control strategies are proposed from a response parameter analysis for the design of active tuned mass damper (ATMD) systems. A simplified method for ATMD design is presented based on the proposed strategies. As a main feature, the equivalent damping induced by an ATMD can be determined by the simplified method. In order to examine the performance of the proposed formulas and the active control strategies, numerical simulations are carried out for some examples. The numerical results show that the present strategies result in a better reduction on acceleration response than the linear quadratic regulator (LQR) method. It is also shown through numerical examples that the results determined from the simplified design method are close to those obtained from the present strategies and the LQR method

چکیده

یک رویکرد کنترل سازه متفاوت در این مقاله ارائه می شود. به جای حل معادله ریکاتی، استراتژی های کنترل فعال جدیدی از روی آنالیز پارامتر پاسخ برای طراحی سیستم های میراگر جرمی فعال (ATMD) پیشنهاد می شوند. یک روش ساده شده برای طراحی ATMD بر اساس استراتژی های پیشنهادی ارائه می گردد. بعنوان یک ویژگی اصلی، میرایی معادل حاصل از یک ATMD را می توان با این روش ساده شده به دست آورد. به منظور بررسی عملکرد فرمول های پیشنهادی و استراتژی های کنترل فعال، شبیه سازی های عددی برای برخی مثال های انجام می شوند. نتایج عددی نشان می دهند که استراتژی های حاضر نسبت به روش تعدیل کننده مربع خطی (LQR)، به کاهش بهتر پاسخ شتاب منتهی می شود. همچنین از طریق مثال های عددی نشان داده می شود که نتایج به دست آمده از این روش ساده طراحی به نتایج حاصل از استراتژی های کنونی و روش LQR نزدیک است.

1-مقدمه

رایج ترین دستگاه کنترل فعال برای سازه های مهندسی عمران، میراگر (خفه کن) جرمی تنظیم شده به صورت فعال (ATMD) است. همانطور که لی و همکارانش (11) توضیح دادند، بازدهی بالا از مزیت های اصلی ATMD است که در آن یک جرم نسبتا کوچک را می توان برای کاهش پاسخ سازه به کار برد.همینطور یک نیروی کنترل فعال وارد می شود تا این جرم کوچک را به درستی جابجا کند تا کاهش پاسخ بیشتری داشته باشیم. از این رو یک نیروی کنترل فعال نسبتا کوچک می تواند پاسخ سازه را 40–50% یا بیشتر کاهش دهد (2). از طرف دیگر، برخلاف برخی دیگر از دستگاه های کنترل فعال، ATMD را می توان در بسیاری از انواع سازه نصب کرد: ساختمان ها، برج ها و پل ها. سه نوع ATMD در دو دهه گذشته ساخته شده اند. آنها عبارتند از میراگر جرم هیبریدی (HMD)، میراگر جرم فعال (AMD) و DUOX (شکل 1 و 2). اختلاف قابل توجه بین یک HMD و یک AMD این است که سختی و میرایی HMD به وسیله یک میراگر جرمی تنظیم شده حاصل می شود در حالی که سختی و/یا میرایی یک AMD ناشی از نیروی فعال است...