کنترل نیمه فعال سازه سه طبقه محک به کمک شبکه سنسورهای بی‌سیم

Abstract

کنترل سازه ها به منظور جلوگیری از آسیب جدی به سازه‌ها، به یک موضوع برجسته در مهندسی زلزله تبدیل شده است. در سیستم های سنتی کنترل سازه از سیم برای ارتباط بین سنسورها، محرک‌ها، کنترل کننده‌ها و یکپارچه سازی کل سیستم به عنوان یک شبکه واحد استفاده می‌شد. بهره جوئی از سنسورهای بی‌سیم به منظور اندازه‌گیری، ارتباط و کنترل در سازه‌ها با پیشرفت تکنولوژی افزایش یافته است. از مزایای دیگر این سیستم، سهولت در پیاده سازی و کاهش هزینه های نصب می‌باشد. در این مقاله سازه سه طبقه غیر‌خطی محک به همراه میراگر مغناطیسی (MR) که به شبکه سنسورهای بی‌سیم مجهز شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. سازه‌ی تحت تحریک زلزله در محیط شبیه ساز متلب 2018، با یک شبکه حسگر بی‌سیمِ شبیه سازی شده توسط TOSSIM ترکیب می‌شود. برای شبیه سازی واقعی شبکه از نویز و سیگنال‌های بی‌سیمِ جمع آوری شده از یک سازه واقعی استفاده شده است. در این شبکه از یک پروتکل دسترسی چندگانه تقسیم زمان TDMA استفاده شده است. این پروتکل به هر سنسور زمان خاصی برای ارسال اطلاعات اختصاص می‌دهد. برای کنترل پاسخ های سازه‌ی محک ازیک کنترل کننده فازی-ژنتیک استفاده شده است. سپس سازه مجهز به سنسورهای بی‌سیم و باسیم، تحت تحریک زلزله های مختلف مورد بررسی، مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. بررسی معیارهای ارزیابی و نمودار های تاریخچه زمانی نشان از عملکرد مناسب سیستم بی‌سیم در کاهش پاسخ های سازه دارد. در عین حال سیستم بی‌سیم، باعث افزایش اندک میزان میانگین جابجائی و شتاب طبقات نسبت به حالت باسیم شده است.

Keywords

• سازه محک
• سنسور های بی‌سیم
• سازه غیرخطی
• میراگر مغناطیسی
• کنترل نیمه فعال