Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tinh chỉnh bộ điều khiển mờ loại 2 cho việc kiểm soát chủ động tòa nhà dưới sự rung động động đất
Tóm tắt
Để đối phó với các bất định đang diễn ra trong việc kiểm soát các tòa nhà trước nguy cơ động đất, cần có một công cụ mạnh mẽ. Logic mờ loại 2 là một chủ đề nghiên cứu đang phát triển với nhiều bằng chứng về các ứng dụng thành công trong việc lý luận với các bất định, nhưng vẫn chưa phổ biến trong các vấn đề kiểm soát động đất. Việc tự động thay đổi các tập mờ loại 1 thành các tập mờ loại 2 không cải thiện hiệu suất. Để đạt được hiệu suất tốt hơn, cần phải điều chỉnh và thiết kế cẩn thận các tham số mờ loại 2. Bài báo này trình bày ứng dụng của bộ điều khiển logic mờ khoảng (IT2FLC) cho việc kiểm soát chủ động một tòa nhà chuẩn phi tuyến 9 tầng. Thiết kế của bộ điều khiển logic mờ loại 1 (T1FLC) cũng được xem xét nhằm mục đích so sánh với IT2FLC. Thuật toán di truyền (GA) được sử dụng để điều chỉnh các hệ số tỷ lệ của T1 và IT2 FLC và các tham số hình dạng của sự bất định (FOU). Hiệu suất của bộ điều khiển được xác thực thông qua mô phỏng máy tính trên MATLAB. Việc sử dụng IT2FLC đã thành công trong việc giảm thiểu các phản ứng lịch sử về độ dịch chuyển và gia tốc của cấu trúc. Kết quả đánh giá cho thấy hiệu suất vượt trội của IT2FLC trong việc giảm thiểu các rung động không mong muốn và thiệt hại cấu trúc so với T1FLC.
Từ khóa
#bộ điều khiển mờ loại 2 #động đất #kiểm soát chủ động #thuật toán di truyền #mô phỏng MATLABTài liệu tham khảo
Ahlawat A, Ramaswamy A (2004) Multiobjective optimal fuzzy logic controller driven active and hybrid control systems for seismically excited nonlinear buildings. J Eng Mech 130(4):416–423. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2004)130:4(416)
Aldawod M et al (2001) Active control of along wind response of tall building using a fuzzy controller. Eng Struct 23(11):1512–1522. https://doi.org/10.1016/S0141-0296(01)00037-2
Al-Dawod M et al (2004) Fuzzy controller for seismically excited nonlinear buildings. J Eng Mech 130(4):407–415. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2004)130:4(407)
Azadvar M et al (2018) structural damage control with interval type-2 fuzzy logic controller. AUT J Civ Eng 2(2):125–134. https://doi.org/10.22060/AJCE.2018.13827.5255
Azizi M et al (2019) Upgraded Whale Optimization Algorithm for fuzzy logic-based vibration control of nonlinear steel structure. Eng Struct 192:53–70. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.05.007
Azizi M et al (2020) Optimization of fuzzy controller for nonlinear buildings with improved charged system search. Struct Eng Mech 76(6):781–797
Bathaei A et al (2018) Semi-active seismic control of an 11-DOF building model with TMD+ MR damper using type-1 and-2 fuzzy algorithms. J Vib Control 24(13):2938–2953. https://doi.org/10.1177/1077546317696369
Castillo O et al (2016) A comparative study of type-1 fuzzy logic systems, interval type-2 fuzzy logic systems and generalized type-2 fuzzy logic systems in control problems. Inf Sci 354:257–274. https://doi.org/10.1016/j.ins.2016.03.026
Faravelli L, Yao T (1996) Use of adaptive networks in fuzzy control of civil structures. Comput-Aided Civ Infrastruct Eng 11(1):67–76
Golnargesi S et al (2018) Seismic control of buildings with active tuned mass damper through interval type-2 fuzzy logic controller including soil–structure interaction. Asian J Civ Eng 19(2):177–188. https://doi.org/10.1007/s42107-018-0016-5
Gómez-Skarmeta AF, Jiménez F (1999) Fuzzy modeling with hybrid systems. Fuzzy Sets Syst 104(2):199–208. https://doi.org/10.1016/S0165-0114(97)00206-6
Holland JH (1992) Adaptation in natural and artificial systems: an introductory analysis with applications to biology, control, and artificial intelligence, MIT press
Housner GW et al (1997) Structural control: past, present, and future. J Eng Mech 123(9):897–971. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1997)123:9(897)
Humaidi AJ et al (2021) Social spider optimization algorithm for tuning parameters in PD-like Interval Type-2 Fuzzy Logic Controller applied to a parallel robot. Measur Control 54(3–4):303–323. https://doi.org/10.1177/0020294021997483
Jung H-J et al (2004) State-of-the-art of semiactive control systems using MR fluid dampers in civil engineering applications. Struct Eng Mech 17(3–4):493–526. https://doi.org/10.12989/sem.2004.17.3_4.493
Kang J-W, Kim H-S (2010) Fuzzy hybrid control of a wind-excited tall building. Struct Eng Mech 36(3):381–399. https://doi.org/10.12989/sem.2010.36.3.381
Karamodin A et al (2012) Effectiveness of a fuzzy controller on the damage index of nonlinear benchmark buildings. Sci Iran 19(1):1–10. https://doi.org/10.1016/j.scient.2011.12.002
Karnik NN, Mendel JM (2001) Centroid of a type-2 fuzzy set. Inf Sci 132(1–4):195–220. https://doi.org/10.1016/S0020-0255(01)00069-X
Liang Q, Mendel JM (2000) Interval type-2 fuzzy logic systems: theory and design. IEEE Trans Fuzzy Syst 8(5):535–550. https://doi.org/10.1109/91.873577
Mendel J et al (2014) Introduction to Type-2 fuzzy logic control: theory and applications. John Wiley & Sons
Ohtori Y et al (2004) Benchmark control problems for seismically excited nonlinear buildings. J Eng Mech 130(4):366–385. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2004)130:4(366)
Paul S et al (2018) Bidirectional active control of structures with type-2 fuzzy PD and PID. Int J Syst Sci 49(4):766–782. https://doi.org/10.1080/00207721.2017.1421724
Rahgozar N et al (2022) Structural optimization of vertical isolated rocking core-moment frames. J Vib Control. https://doi.org/10.1177/10775463221096882
Pourzeynali S et al (2007) Active control of high-rise building structures using fuzzy logic and genetic algorithms. Eng Struct 29(3):346–357. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2006.04.015
Samali B et al (2004) Active control of cross wind response of 76-story tall building using a fuzzy controller. J Eng Mech 130(4):492–498. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2004)130:4(492)
Shariatmadar H, Razavi HM (2014) Seismic control response of structures using an ATMD with fuzzy logic controller and PSO method. Struct Eng Mech 51(4):547–564
Soong TT (1988) State-of-the-art review: active structural control in civil engineering. Eng Struct 10(2):74–84. https://doi.org/10.1016/0141-0296(88)90033-8
Spencer BF, Nagarajaiah S (2003) State of the art of structural control. J Struct Eng 129(7):845–856. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:7(845)
Wu D (2012) On the fundamental differences between interval type-2 and type-1 fuzzy logic controllers. IEEE Trans Fuzzy Syst 20:832–848. https://doi.org/10.1109/TFUZZ.2012.2186818
Wu D, Mendel JM (2010) Computing with words for hierarchical decision making applied to evaluating a weapon system. IEEE Trans Fuzzy Syst 18(3):441–460. https://doi.org/10.1109/TFUZZ.2010.2043439
Wu D, Mendel JM (2019) Recommendations on designing practical interval type-2 fuzzy systems. Eng Appl Artif Intell 85:182–193
Zadeh LA (1965) Fuzzy sets. Inf control 8(3):338–353. https://doi.org/10.1016/S0019-9958(65)90241-X
Zadeh LA (1975) The concept of a linguistic variable and its application to approximate reasoning-III. Inf Sci 9(1):43–80. https://doi.org/10.1016/0020-0255(75)90017-1