مقایسهی عملکرد الگوریتمهای فراکاوشی در انتخاب بهینهی ماتریسهای وزنی LQR
نویسندگان
1 دانشگاه تبریز، گروه مهندسی عمران، تبریز
2 دانشگاه تبریز، گروه مهندسی عمران، تبریز
doi
چکیده
کنترل فعال بهعنوان استراتژی مؤثر بهبود رفتار لرزهای سازهها از طریق محاسبه و اعمال نیروی خارجی سبب تغییر تطبیقی مشخصات دینامیکی سازه هنگام وقوع زلزله میگردد. در روش LQR بهعنوان رایجترین الگوریتم کنترل، شاخص عملکرد مرتبهی دومی بهینه میگردد تا توازنی بین کاهش پاسخ و نیروی کنترل برقرار شود. در تعریف شاخص عملکرد اهمیت نسبی کاهش پاسخ و نیروی کنترل با انتخاب ماتریسهای وزنی تنظیم میگردد. تاکنون روشی سیستماتیک برای تعیین این ماتریسها ارائه نشده و انتخاب وزنها بر اساس سعی و خطا و تجربیات طراح صورت میگیرد. در این پژوهش جهت تسهیل روند طراحی کنترلر، عناصر ماتریسهای وزنی R و Q بهعنوان متغیرهای طراحی روشهای فراکاوشی در نظرگرفته شده و شاخص عملکرد مبتنی بر موجک بهینه میگردد. با توجه به تعدد روشهای فراکاوشی، در این مطالعه از شش الگوریتم رقابت استعماری، تکامل تفاضلی، خفاش، کرم شبتاب، اجسام در حال برخورد و جستجوی هارمونی در طراحی کنترلر استفاده شده و عملکرد این روشها مقایسه میشود. نتایج اعمال کنترلر بر سازهی سه درجه آزادی تحت زلزلههای مصنوعی بیانگر نقش مؤثر روشهای فراکاوشی در کاهش پاسخها و نیروهای کنترلی نسبت به روش LQR است. در این مطالعه کنترلرهای اجسام در حال برخورد، رقابت استعماری و تکامل تفاضلی عملکرد بهینهتری از خود نشان دادهاند.