استفاده از سیستم‌های کنترلی برای بهبود رفتار لرزه‌ای سازه‌ها
تاریخ انتشار: ۱۶ مهر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۸۳۸۴۴۴
محققان دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارائه روشی جهت طراحی سیستم‌های کنترلی برای بهبود رفتار لرزه‌ای سازه‌ها شده‌اند.
به گزارش ایسنا، پگاه نادرپورشاد، دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و محقق طرح «کنترل تطبیقی تحمل‌پذیر عیب مبتنی بر شبکه عصبی دینامیکی در سازه‌های بلند مرتبه» که آن را با راهنمایی تورج تقی‌خانی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر انجام داده است، گفت: استفاده از سیستم‌های کنترلی به منظور بهبود رفتار سازه‌ها در برابر بارهای دینامیکی مانند زلزله، در دهه‌های اخیر مورد توجه قرارگرفته‌است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
وی با بیان اینکه روش‌های کنترل سازه به سه دسته کلی غیرفعال، فعال و نیمه‌فعال تقسیم می‌شوند، گفت: روش کنترلی غیرفعال قابل اعتمادترین روش کنترلی است که در آن با نصب کردن وسیله‌ای به نام میراگر به سازه پاسخ سازه به تحریک زلزله کنترل می‌شود.
وی ادامه داد: در واقع میراگر وسیله‌ای است که انرژی واردشده به سازه را در اثر زلزله میرا می‌کند. نمونه استفاده از سامانه‌های غیرفعال، در ساختمان بلند تایپه ۱۰۱ (Taipei101) است که تا سال ۲۰۰۶ بالاترین تعداد طبقات مسکونی را داشته است.
نادرپورشاد با بیان اینکه ابزارهای کنترلی غیرفعال توانایی انطباق با تغییر شرایط سازهای و محیطی را ندارند، گفت: بنابراین محققان سعی‌کردند راهکارهای هوشمندانه‌تری را جهت کنترل ارتعاشات بکارگیرند. از این‌رو سیستم‌های فعال و نیمه‌فعال که علاوه بر داشتن میراگر یا عملگر هیدرولیکی به‌علت وجود کنترلگر (یعنی واحد پردازنده‌ای که مقدار مناسب ورودی کنترلی مورد نیاز به سازه را متناسب با شرایط محیطی و سازهای تعیین می‌کند) و حسگر انطباق‌پذیری بیشتر با تغییرات دارند، مورد توجه قرار گرفتند.
به گفته این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سیستم‌های کنترل فعال با واردکردن نیرو یا انرژی خارجی زیاد پاسخ سازه را کنترل می‌کنند، اما در سیستم‌های کنترلی نیمه‌فعال با استفاده از میراگرهای مخصوص بدون صرف انرژی زیادی پاسخ سامانه در برابر زلزله بهبود داده‌می‌شود.
وی ادامه داد: بنابراین استراتژی کنترلی نیمه‌فعال بسیار مورد توجه قرار گرفت، اما وقوع اتفاقات پیش‌بینی‌نشده مانند خرابی جزئی و یا کلی در حسگرها و میراگرها می‌تواند باعث شود سامانه کنترلی سطح عملکرد مطلوب و یا پایداری خود را از دست‌بدهد، بنابراین استفاده از راهبردهایی تحت عنوان کنترل تحمل‌پذیر عیب حائز اهمیت است.
دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار کرد: از طرفی، انجام اقدام مناسب در جهت مقابله با نقص مستلزم تشخیص وقوع عیب، یافتن منبع و موقعیت و میزان آن است.
به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، وی افزود: از این‌رو می‌توان از شبکه عصبی با توانایی یادگیری نگاشت‌های پیچیده از یک مجموعه مثال‌ها و طبیعت وقف‌پذیر، بهره برد که به خصوص در کنترل و شناسایی سیستم‌ها با انواع عدم قطعیت‌ها کارکرد موفقیت آمیزی داشته‌اند.
محقق طرح با بیان اینکه برای طراحی کنترلگر نیاز به شناخت کامل و دقیق ویژگی‌های سازه یعنی جرم، سختی و میرا کنندگی ذاتی آن است که امری امکان‌ناپذیر است، گفت: از آنجایی که هر روز بر ابعاد و پیچیدگی‌های سازه‌های عمرانی افزوده می‌شود، توجه همزمان به عوامل مختلف عدم قطعیت و اثر آنها بر سامانه‌های کنترلی امری ضروری است.
وی ادامه داد: ما موفق به طراحی سامانه کنترلی تطبیقی تحمل‌پذیر عیب حسگرها و میراگرها، مبتنی بر شبکه عصبی دینامیکی در سازه‌های بلند مرتبه شدیم.
نادرپورشاد گفت: همچنین تطبیقی بودن سامانه کنترلی طراحی‌شده این امکان را فراهم می‌آورد که بتوان به طور همزمان اثرات ناشناخته‌بودن ویژگی‌های سازه را نیز خنثی کرد.
وی گفت: در رساله حاضر برای طراحی سامانه کنترلی تحمل‌پذیر عیب همزمان در حسگرها و میراگرها، ابتدا با استفاده از ماتریس‌های تبدیل، سازه به دو زیر سازه تقسیم شده که هر کدام فقط متأثر از خرابی حسگر یا میراگر هستند و با طراحی یک مشاهده‌گر مبتنی بر شبکه عصبی دینامیکی عیب حسگرها و وضعیت سازه تخمین زده می‌شود.
وی اضافه کرد: در مرحله بعد، یک کنترلگر تطبیقی طراحی می‌شود که با قوانین تطبیق برگرفته‌شده از اثبات پایداری سامانه حلقه بسته بر عدم قطعیت و نامعلومی ویژگی‌های سازه غلبه می‌کند.
وی با بیان اینکه در این کنترلگر نیز همانند مشاهده‌گر از شبکه عصبی برای تخمین و جبران همزمان عیب میراگرها بهره گرفته می‌شود، گفت: روش پیشنهادی روی یک سازه ۳ طبقه مقیاس‌شده آزمایشگاهی که تحت تحریک زلزله بوده و مجهز به میراگرهای مگنتورئولوژیکال (میراگری مخصوص روش کنترلی نیمه‌فعال) است، تحت سناریوهای مختلف عیب در حسگرها و میراگرها پیاده‌سازی شد.
به گفته این محقق، نتایج نشان می‌دهند که مشاهده‌گر طراحی‌شده نقص حسگرها را به سرعت تخمین می‌زند و کنترلگر مبتنی بر شبکه عصبی نقص میراگرها را تخمین‌زده و همزمان جبران می‌کند.
وی گفت: نتیجه این تحقیق همانند چراغی روشنگر برای مهندسان عمران و صنعت ساخت و ساز است که با روش کنترلی پیشنهادی و سامانه طراحی‌شده می‌توان رفتار سازه‌ها به خصوص سازه‌های مهمی چون بیمارستان و برج‌ها را با اعتمادپذیری بیشتر، در برابر تحریک زلزله کنترل کرد و مانع از آسیب و خرابی این سازه‌ها و مسدومیت و مرگ هزاران انسان شد.
وی اظهار کرد: طراحی این سامانه کنترلی سازه‌ها زمانی که عدم قطعیت در ویژگی‌های سازه، وقوع عیب همزمان در حسگرها و میراگرها، نویز در اندازه‌گیری‌های حسگرها و تحریک زلزله وجود دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انتهای پیام
منبع: ایسنا
کلیدواژه: زلزله سازه دانشگاه اميركبير دانشگاه آزاد اسلامي دانشگاه های علوم پزشکی کنکور 1402 مرکز سنجش آموزش پزشکی جهاد دانشگاهی کنگره سالیانه پژوهش و فناوری دانشجویان علوم پزشکی ايستگاه فضايي بين المللي فضانورد دانشگاه آزاد اسلامي دانشگاه های علوم پزشکی کنکور 1402 ايستگاه فضايي بين المللي دانشگاه صنعتی امیرکبیر مبتنی بر شبکه عصبی سیستم های کنترلی سیستم های کنترل ویژگی های سازه سامانه کنترلی تحریک زلزله روش کنترلی نیمه فعال عدم قطعیت سیستم ها سازه ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۸۳۸۴۴۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
پیشرفته‌ترین لباس فضانوردی رونمایی می‌شود
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اسپیس، ایلان ماسک، رئیس شرکت فضایی اسپیس‌ایکس، تصمیم دارد در ماه‌های آینده از لباس ویژه نخستین مأموریت کاملا خصوصی به مدار زمین که با عنوان «سپیده دم پولاریس» (Polaris Dawn) شناخته می‌شود، رونمایی کند.
ماسک، این مأموریت را معادل پرواز بدون سرنشین کرو دراگون در نخستین آزمایش آن در سال ۲۰۱۹ دانسته و گفته است، انجام پیاده‌روی‌های فضایی نیاز به تغییراتی در خود دراگون داشت که یکی از مهم‌ترین آنها طراحی سیستم سرکوب برای بازگرداندن فشار کابین پس از پیاده‌روی فضایی و تغییر برخی مواد بر اساس ویژگی‌های خروج گاز است، در همین راستا لباس‌های جدید به‌عنوان لباس‌های فشاری که در حین پرتاب و ورود مجدد در مأموریت‌های معمولی کرو دراگون استفاده می‌شوند نیز کادبرد دارد.
به گفته اسپیس‌ایکس، در نهایت این دو لباس در یک لباس واحد ترکیب می‌شود، با برخی تغییرات که قبلاً در لباس‌های فشار اعمال شده است. این لباس به طور خاص برای مأموریت‌های فضایی طراحی شده است و از جزئیات و امکانات بسیار پیشرفته برخوردار است.
طراحی لباس فضایی مذکور درواقع به گونه‌ای است که فضانوردان قادرند در شرایط خارج از جو زمین به صورت امن و راحت حرکت کنند. این لباس دارای سیستم‌های تهویه هوا، حفاظت از تغییرات دما و فشار، سیستم‌های ارتباطی نوآورانه، و جزییات دیگری مانند دوربین‌ها برای ارتباط و ثبت تصاویر است.
مأموریت مذکور که به زودی انجام می‌شود، یکی از مهم‌ترین مأموریت‌های فضایی اسپیس ایکس است که برای اکتشاف مناطق ناشناخته فضایی و جمع‌آوری داده‌های مهم برای آینده انسان‌ها در فضا طراحی شده است و لباس فضایی طراحی شده، بخش مهمی از تجهیزات این مأموریت است.
اسپیس‌ایکس گفته، برنامه «سپیده‌دم پولاریس» به‌طور هدفمند برای پیشبرد قابلیت‌های پرواز فضایی طولانی‌مدت انسان و برای راهبری ما به هدف نهایی که آسان‌سازی کاوش مریخ است، طراحی شده است.
انتهای پیام/
امام جمعه بلوک براثر سانحه تصادف درگذشت