پایان نامه ها

ل ……………………………………………………….صفحه 78
شکل 2-24) پاسخ طبقه اول بدون کنترل بعد از اعمال نیروی زلزله ………………………………صفحه 81
شکل 2-25) پاسخ طبقه هشتم بدون کنترل بعد از اعمال نیروی زلزله ……………………………صفحه 82
شكل 3-1) سيستم مكانيك جرم- فنر- دمپر ………………………………………………………………صفحه 85
شكل 3-2) رفتار زماني خروجي سيستم ……………………………………………………………………صفحه 88
شكل 3-3) سيستم حلقه باز و حلقه بسته ………………………………………………………………….صفحه 89
شكل 3-4) بررسي اثر اغتشاش ………………………………………………………………………………صفحه 91
شكل3-5) سيستم حلقه بستة نمونه ………………………………………………………………………….صفحه 93
شكل 3-6) پاسخ سیستم ………………………………………………………………………………………..صفحه 94
شكل3-7) جبران كنندة متوالي ……………………………………………………………………………….صفحه 95
شكل 3-8) شماتيك كنترل فشار خون رگها در شرايط نرمال ………………………………………صفحه 96
شكل3-9) شماتيك كلي كنترل حركات انسان …………………………………………………………..صفحه 97
شكل 3-10) روند كنترل در پمپ انسولين ……………………………………………………………….صفحه 98
شکل4-1) نتیجه شبیه سازی روش LQR…………………………………………………………………..صفحه 102
شکل4-2) مقايسه كنترل‌كننده‌هاي مختلف براي خطا…………………………………………………..صفحه 103
شکل 4-3) نمودار حلقه بسته کنترل فازی ………………………………………………………………صفحه 103
شکل 4-4) فازی سازی جابجایی ………………………………………………………………………….صفحه 104
شکل 4-5) فازی سازی شتاب ………………………………………………………………………………صفحه 104
شکل 4-6) فازی سازی نیروی زلزله ………………………………………………………………………صفحه 105
شکل 4-7) پاسخ طبقه اول با کنترل فازی ……………………………………………………………….صفحه 105
شکل 4-8) پاسخ طبقه هشتم با کنترل فازی …………………………………………………………….صفحه 106
شکل 4-9) حلقه بسته کنترل نظارتی ……………………………………………………………………..صفحه 109
شکل 4-10) فلوچارت کار الگوریتم ژنتیک ……………………………………………………………صفحه 110
شکل 4-11) پاسخ طبقه اول با کنترل نظارتی ………………………………………………………….صفحه 111
شکل 4-12) پاسخ بام با کنترل نظارتی ………………………………………………………………….صفحه 111
شکل 4-13) فاکتور نظارت …………………………………………………………………………………صفحه 112
شکل 4-14) مقایسه زمان اجرای برنامه در سه روش…………………………………………………صفحه 112
شکل 4-15) اتصال جکهای هیدرولیکی به سازه ………………………………………………………صفحه 113
شکل 4-16) محل قرارگیری سنسورها در طبقات …………………………………………………….صفحه 114
شکل 5-1) نیروی کنترلی بدون نظارت ژنتیک …………………………………………………………صفحه 117
شکل 5-2) نیروی کنترلی با نظارت ژنتیک ……………………………………………………………..صفحه 117
شکل 5-3) پاسخ طبقه اول با کنترل نظارتی …………………………………………………………….صفحه 118
شکل 5-4) فاکتور نظارت …………………………………………………………………………………..صفحه 118
شکل 5-5)بیشینه جابجایی طبقات …………………………………………………………………………صفحه 119
شکل 5-6)بیشینه شتاب طبقات ……………………………………………………………………………..صفحه 119

چکیده
امروزه با توجه به افزایش ساخت ساختمان‌های بلند مرتبه، از دغدغه‌های بزرگ مهندسین امنیت آن‌ها در برابر حوادث طبیعی نظیر هم فرکانسی با باد یا زلزله می‌باشد. یکی از بهترین روش‌های حفظ امنیت سازه، استفاده از کنترل فعال است که از مجموعه فازی با یک پایگاه قوانین خبره برای کنترل استفاده می‌کند. برای حل مشکل وابستگی مجموعه فازی، به هوش خبره، ایده‌ی نظارت یک الگوریتم بهینه‌سازی در این پایان نامه مطرح شده است. به عبارت دیگر ما روی یک کنترل نظارتی برای مجموعه‌های فازی کنترلر کار کردیم که با استفاده از الگوریتم ژنتیک کار نظارت را انجام خواهد داد و نشان دادیم بهترین حالت در کنترل فعال سازه‌ها اولا استفاده از روش‌های هوش مصنوعی به جهت کاهش حجم محاسبات است که می‌تواند کنترلر را به شکل خوب توسط پردازنده های ارزان قیمت قابل استفاده نماید و ثانیا استفاده از کنترل نظارتی توسط الگوریتم‌های بهینه‌سازی مانند الگوریتم ژنتیک که روی کنترلر اصلی فازی نصب می‌شود می‌تواند به شکل قابل توجهی در کنترل فعال سازه‌ها، پاسخ سیستم را بهبود بخشد و سازه را مقابل زلزله دچار تخریب کمتری نماید.
کلید واژه ها: کنترل فازی، ژنتیک، کنترل فعال سازه

فصل اول
کلیات تحقیق
مقدمه
امروزه با توجه به افزایش ساخت ساختمان‌های بلند مرتبه، از دغدغه‌های بزرگ مهندسین امنیت آن‌ها در برابر حوادث طبیعی نظیر هم فرکانسی با باد یا زلزله می‌باشد. تاکنون روش‌های گوناگونی جهت حفظ امنیت مطرح گردیده که به سه روش کلی فعال، نیمه‌فعال و غیر‌فعال تقسیم‌بندی می‌شوند. که هدف نهایی کنترل سازه در مقابل تخریب ناشی از زلزله می باشد. برای این منظور دو روش کنترل مکانیکی و الکترونیکی موجود می باشد. در روش اول با استفاده از دمپرهایی که در سازه جاگذاری می شود می توان زلزله را مهار نمود که کنترل نیمه فعال نامیده می شود. در روش کنترل فعال با استفاده از سنسور نمونه گیری از زلزله میزان آن سنجیده می شود و با استفاده از جک های هیدرولیکی و یک سیستم کنترل حلقه بسته می توان سازه را کنترل نمود. بیان مساله
همانطور که گفته شد در روش کنترل فعال با استفاده از سنسور نمونه گیری از زلزله میزان آن سنجیده می شود و با استفاده از جک های هیدرولیکی و یک سیستم کنترل حلقه بسته می توان سازه را کنترل نمود. زلزله پديده‌اي است طبيعي، که يکي از عوامل بروز حوادث پيش بيني نشده در سطح جوامع مي‌باشد. قرارگيري کشور ايران در مناطق با خطر پذيري بالاي زلزله در سطح جهان و وجود نقاط جمعيتي متراکم، ايران را به کشوري شديدا آسيب پذير در برابر زلزله تبديل نموده است. افزايش بي‌رويه جمعيت، ساخت و سازهاي شهري و گسترش آن تا حاشيه شهر‌ها، بدون برنامه‌ريزي مناسب و درنظر گرفتن تمهيدات و قوانين لازم، وخامت اوضاع را دو چندان کرده است. در واقع زلزله عبارت است از حرکت و ارتعاش شديد بخشي از پوسته زمين با تمام مواد و سازه‌هاي روي آن در اثر حرکت‌هاي چين‌خوردگي، آتشفشان و يا تنشهاي موجود در پوسته زمين که با گشل تفاوت دارد.گسل عبارت است از سطح ناپيوسته‌اي که دو مجموعه سنگي را از هم جدا مي‌کند. گسل نتيجه گسيختگي و حرکتي است که در آن، نخست دو مجموعه سنگي متصل به هم، از هم جدا شده و سپس باعث لغزش و دور شدن دو بخش از هم مي شود، که همين عامل باعث بروز زلزله در مناطق مختلف از جمله شهر‌ها مي‌گردد. برای کنترل سازه باید شدت زلزله را توسط یک سنسور بسنجیم.
شدت زلزلهشدت يک زلزله در يک مکان خاص برمبناي اثرهاي قابل مشاهده زمین‌لرزه درآن مکان تعيين مي‌شود. شدت زلزله به مقياس مرکالي مشهور است، در اين مقياس، شدت زلزله به صورت تابعي از احساس و دريافت انسان و موجودات زنده از زلزله و نيز تاثير زلزله بر ساختمانها بیان می‌شود. این مقیاس به طور گسترده‌ای پذیرفته شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
بررسی اثرات زلزله در سطح شهرزلزله به عنوان یک عامل طبیعی، اثرات گوناگونی را بر محیط پیرامون خود می‌گذارد. در شهرها این اثرات را می‌توان به دو صورت اصلی شامل اثرات مستقیم و اثرات غیر مستقیم، تقسیم بندی نمود. اثرات مستقیم زلزله تأثیراتی است که مستقیما و بدون واسطه، بر اثر بروز زلزله اتفاق می‌افتند و باعث تخریب و صدمات گوناگونی در سطح شهرها می‌گردند. اثرات کالبدی زیر مجموعه‌ای از اثرات مستقیم زلزله محسوب می‌گردند. اثرات غیر مستقیم زلزله تأثیراتی که بیشتر به صورت غیر مستقیم و بر اثر بروز اثرات مستقیم و نتایج بعدی حاصل از اثرات کالبدی ایجاد می‌گردد ‌نامیده می شود که شامل اثرات اقتصادی، اثرات اجتماعی، اثرات مدیریتی، اثرات زیست محیطی و اثرات کالبدی می باشد.
وضعیت بحرانهای طبیعی در دنیادر جدول 1-1 آمار زلزله های بزرگ در جهان و تعداد کشته های این حوادث آمده است [15].
جدول 1-1) آمار زلزله های بزرگ در جهان
رديف تاريخ شدت / ريشتر محل کشته / نفر
1 مرداد 1247 9 آمريکا در شيلي 25 هزار
2 خرداد 1339 9.5 جنوب شيلي 716 هزار
3 فروردين ۱۳۴۳ 9.2  آلاسکا 128 هزار
4 دي‌ 1383 9 سوماترا‌در اندونزي 226 هزار
5 اسفند 1389 8.9  شمال شرق ژاپن 21 هزار
امواج زلزله در هنگام وقوع زلزله لرزه نگار امواجی به شرح زیر در روی نوار کاغذی خود ثبت می کند.
امواج P ( امواج اولیه ): این امواج نخستین امواجی هستند که در دستگاه لرزه نگار ثبت می شوند. برای تجسم چگونگی پدید آمدن این امواج می توان از برخورد یک لکوموتیو با تعدادی واگن کمک گرفت با فرض این که لکوموتیو نقطه شروع زلزله و واگن ها لایه های زمین در نظر گرفته شوند .
امواج S ( امواج ثانویه ): این امواج بعد از امواج P به لرزه نگار می رسند و دامنه نوسان آنها از امواج P بیشتر است. این امواج به علت این که از نوع امواج عرضی هستند فقط از جامدات عبور می کنند. امواجی که از تکاندن ملحفه‌ای که یک سر آن را در دست داریم ایجاد می شود می توانند نموداری از این امواج را مجسم کند.
امواج L ( امواج سطحی ) : این امواج از امواج S و P پیچیده تر هستند و شبیه به امواج آب می باشند. این امواج به جای آن که از درون اشیاء عبور کنند از سطح آنها می گذرند و خرابیهای زلزله هم بیشتر مربوط به همین امواج است.
اقسام زلزلهمعمولاً زلزله به یکی از چهار صورت عمودی، افقی، موجی و دورانی حادث می شود که به شرح هر کدام می پردازیم:
زلزله عمودی : در زلزله های عمودی اشیاء روی زمین به هوا پرتاب می شود و همچنین آب استخرها و حوض ها به هوا پرتاب می‌شود . در زمین های شنی و ماسه ای، شن و ماسه به هوا رها شده و از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل می شوند.
زلزله های افقی: در زلزله های افقی برجها و عمارات و دیوارها در جهت معینی فرو می ریزند و خطوط آهن به یک سو خم می‌گردد .
زلزله های موجی: در زلزله های موجی سطح زمین نظیر دریای متلاطم چون موج به حرکت در می آید و خطوط آهن نیز ناهمواری پیدا می کند.
زلزله های دورانی: در زلزله های دورانی اشیاء و وسایل به دور خود به گردش در می آیند . این نوع زلزله‌ها به ندرت اتفاق می‌افتند.
مقیاس ریشتر
از مقیاس ریشتر برای بیان بزرگی زمین لرزه ، یعنی مقدار انرژی آزاد شده توسط آن زمین لرزه استفاده می شود. اطلاعات مورد نیاز برای محاسبه‌ی بزرگی زمین لرزه را از لرزه نگار به دست می آورند . مقیاس ریشتر، لگاریتمی است. یعنی افزایش یک واحد در مقیاس ریشتر نشان دهنده ی افزایش ده واحدی در دامنه موج است. به عبارت دیگر دامنه ی موج در زلزله 6 ریشتری ، 10 برابر دامنه ی موج زلزله‌ی 5 ریشتری است.
مقیاس شدت یا مرکالی
شدت یک زمین لرزه در مکانی خاص، بر مبنای اثرات قابل مشاهده ی آن زمین لرزه در آن مکان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله، به دقت مشاهده کننده وابسته است. این مقیاس یک مقیاس نسبی است و بر مبنای خسارات وارده پی ریزی شده است. ابداع کننده این مقیاس نیز شخصی به نام مرکالی بوده است. در این مقیاس، 12 درجه متفاوت برای شدت زلزله در نظر گرفته شده که هر کدام از آن‌ها با میزان ویرانگری و آسیب رسانی زلزله مربوط است. جدول 1-2 اندازه و شدت زلزله در دو مقیاس ریشتر و مرکالی را نشان می‌دهد[15].
جدول 1-2) مقایسه ی اندازه و شدت زلزله در دو مقیاس ریشتر و مرکالی
مقیاس مرکالی شدت شرح تأثیر مطابقت با ریشتر تخمین انرژی آزاد شده
1 ثبت با وسایل حساس فقط به وسیله ی لرزه نگارها ثبت می شود . 2/4 > یک پوند تی ان تی
2 احساس می‌شود بعضی از مردم آن را حس می کنند. 2/4> 3 خفیف افراد در حال استراحت آن را حس می کنند. شبیه لرزش ناشی از حرکت کامیون است. 2/4> 4 ملایم به وسیله افرادی که در حال قدم زدن هستند احساس می شود و اشیای غیر ثابت به هم می خورند. 2/4> 5 نسبتاً قوی افراد از خواب بیدار می شوند. زنگ های کلیسا به صدا در می‌آیند . 8/4> یک بمب کوچک اتمی
6 قوی درختان حرکت موجی پیدا می کنند. اشیای آویزان می چرخند 4/5> 7 خیلی قوی دیوارها شکاف بر می دارد، گچ

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *