Điều khiển dao động kết cấu dựa trên mô hình sử dụng lý thuyết mờ và đại số gia tử

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG xii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tóm lược dao động kết cấu 1.2 Các giải pháp giảm dao động có hại kết cấu 1.3 Điều khiển chủ động kết cấu 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Thuật toán điều khiển chủ động 1.3.3 Máy kích động phương thức điều khiển chủ động 1.3.3.1 Các loại máy kích động 1.3.3.2 Các phương thức điều khiển 1.3.4 Phương trình trạng thái kết cấu điều khiển chủ động 1.4 Tình hình nghiên cứu số nhận xét 1.4.1 Tình hình nghiên cứu 11 12 12 1.4.1.1 Một số ứng dụng điều khiển chủ động kết cấu 12 1.4.1.2 Điều khiển không sử dụng lý thuyết mờ 15 1.4.1.3 Điều khiển dựa lý thuyết mờ 16 1.4.1.4 Điều khiển dựa mơ hình 18 iii 1.4.1.5 Điều khiển dựa lý thuyết đại số gia tử 1.4.2 Một số nhận xét 21 22 1.5 Đề xuất nội dung nghiên cứu luận án 23 1.6 Kết luận chương 23 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 25 2.1 Mơ hình nghiên cứu tổng qt 25 2.2 Điều khiển dựa lý thuyết mờ 27 2.2.1 Các khái niệm 27 2.2.1.1 Tập mờ 27 2.2.1.2 Các phép toán tập mờ 28 2.2.1.3 Hợp thành mờ 28 2.2.1.4 Giải mờ 29 2.2.1.5 Biến ngôn ngữ 29 2.2.2 Bộ điều khiển chủ động kết cấu dựa lý thuyết mờ 30 2.2.2.1 Mờ hóa 31 2.2.2.2 Cơ sở luật mờ 32 2.2.2.3 Hợp thành mờ 32 2.2.2.4 Giải mờ 32 2.2.3 Nhận xét điều khiển mờ truyền thống 2.3 Điều khiển dựa lý thuyết đại số gia tử 2.3.1 Khái niệm 32 33 33 2.3.1.1 Giới thiệu 33 2.3.1.2 Ý tưởng công thức HA 34 2.3.2 Bộ điều khiển chủ động kết cấu dựa đại số gia tử 2.3.2.1 Ngữ nghĩa hóa giải ngữ nghĩa iv 41 42 2.3.2.2 Cơ sở luật HA 43 2.3.2.3 Hợp thành HA 43 2.3.3 Nhận xét điều khiển dựa đại số gia tử 44 2.4 Kết luận chương 45 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN DAO ĐỘNG KẾT CẤU DỰA TRÊN MƠ HÌNH SỬ DỤNG LÝ THUYẾT MỜ VÀ ĐẠI SỐ GIA TỬ 46 3.1 Thiết lập công thức tường minh điều khiển dựa đại số gia tử 46 3.1.1 Xét trường hợp tham số độc lập fm(c) = (h) = 0.5 47 3.1.2 Xét trường hợp tham số độc lập fm(c) = 0.4 (h) = 0.6 51 3.1.3 Xét trường hợp tham số độc lập fm(c) = 0.6 (h) = 0.4 57 3.2 Áp dụng công thức tường minh HAC điều khiển trễ 64 3.3 Áp dụng công thức tường minh HAC điều khiển trượt 66 3.4 Thuật tốn điều khiển chương trình tính 68 3.5 Kết luận chương 70 CHƯƠNG MÔ PHỎNG SỐ 71 4.1 Kiểm chuẩn mơ hình 71 4.2 Mơ số 74 4.2.1 Bài toán hệ rời rạc 01 bậc tự 74 4.2.1.1 Mơ hình nghiên cứu 74 4.2.1.2 Điều khiển trễ dao động kết cấu dựa đại số gia tử 74 4.2.1.3 Điều khiển trượt dao động kết cấu dựa đại số gia tử 77 4.2.1.4 Điều khiển trượt dao động kết cấu dựa đại số gia tử có xét đến ảnh hưởng thời gian trễ 79 4.2.2 Bài toán hệ rời rạc 03 bậc tự 83 4.2.2.1 Mơ hình nghiên cứu 83 v 4.2.2.2 Mô điều khiển trễ sử dụng HAC 83 4.2.2.3 Mô điều khiển trượt sử dụng HAC so sánh với điều khiển trượt SMC 91 4.2.2.4 Mô điều khiển trượt sử dụng HAC so sánh với điều khiển mờ - trượt sFC 101 4.2.2.5 Ảnh hưởng khoảng xác định biến trạng thái đến hiệu điều khiển 111 4.2.2.6 Thời gian tính tốn điều khiển 112 4.3 Kết luận chương 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT [A],{A1},{A2} Các ma trận phương trình khơng gian trạng thái AX, AU Các cấu trúc đại số gia tử C Tập chứa phần tử đặc trưng cận phải, cận trái trung hòa [C] Ma trận cản kết cấu ci Cản bậc tự thứ i c+ Phần tử sinh dương c- Phần tử sinh âm D Tập di(t) Chuyển vị tầng thứ i điều khiển dmax Chuyển vị cực đại không điều khiển e Tên biến ngôn ngữ E*, E**, F*, F** Tập tập D {Fe} Véc tơ ngoại lực {Fu} Véc tơ lực điều khiển fm Độ đo tính mờ phần tử sinh G Tập phần tử sinh H Tập gia tử H+ Tập gia tử dương H- Tập gia tử âm h+ Các gia tử dương h- Các gia tử âm J1 Chỉ tiêu chuyển vị tương đối J2 Chỉ tiêu gia tốc tuyệt đối vii [K ] Ma trận độ cứng kết cấu ki Độ cứng bậc tự thứ i [M ] Ma trận khối lượng kết cấu mi Khối lượng bậc tự thứ i n Số bậc tự P Cú pháp tạo nên giá trị biến ngôn ngữ Q Lực suy rộng S Luật ngữ nghĩa {S} Ma trận thiết kế sat(ui) Lực điều khiển tới hạn T Động t Thời gian Tmin Chu kỳ dao động riêng nhỏ kết cấu {u} Véc tơ biến điều khiển W Phần tử trung hòa tập giá trị ngôn ngữ X Tập hợp giá trị ngôn ngữ biến ngôn ngữ xai (t ) Gia tốc tuyệt đối tầng thứ i điều khiển xa max Gia tốc tuyệt đối cực đại không điều khiển {x} Véc tơ biến trạng thái x0 Tải gia tốc liên kết Y Tập tham chiếu {z} Véc tơ biến trạng thái  Tổng độ đo tính mờ gia tử âm  Tổng độ đo tính mờ gia tử dương viii 1, 2, 3 Các hệ số công thức tường minh { } Véc tơ đơn vị  Tham số giải mờ [] Ma trận định vị điều khiển 1, 2 Các hệ số tích phân thuật tốn Newmark  Ánh xạ ngữ nghĩa định lượng  Hàm thuộc  Độ đo tính mờ gia tử  Ánh xạ ngữ nghĩa định lượng phần tử trung hòa  Bề mặt trượt  Độ trễ đầu vào  Khoảng mờ thuật ngữ  Thế  Hàm hao tán Bi Lớn - Big LNe Hơi âm - Little Negative LPo Hơi dương - Little Positive LBi Hơi lớn - Little Big LSm Hơi nhỏ - Little Small Ne Âm - Negative Po Dương - Positive Sm Nhỏ - Small VBi Rất lớn - Very Big VNe Rất âm - Very Negative ix VPo Rất dương - Very Positive VSm Rất nhỏ - Very Small W Không Z Không - Zero AFSM Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control AMD Active Mass Damper ATMD Active Tuned Mass Damper CLOC Classical Optimal Active Control CPU Central Processing Unit deFC Điều khiển trễ dựa lý thuyết mờ deHAC Điều khiển trễ dựa lý thuyết đại số gia tử de-sHAC Điều khiển trượt dựa lý thuyết đại số gia tử có kể đến trễ DOF Degree of Freedom DNN Dynamic Neural Network EFLC Evolutionary Fuzzy Logic Controller FAM Fuzzy Associative Memory FC Fuzzy Control FJM Flexible Joint Manipulator FLC Fuzzy Logic Control FMB Fuzzy Model-Based FRBCs Fuzzy Rule Based Classifiers FSC Fuzzy Supervisory Control FSMC Fuzzy Sliding Mode Control GA Genetic Algorithm GFLC Genetic Algorithm and Fuzzy Logic Control x HA Hedge Algebras HAC Hedge Algebras Control IRA Interstory Response Amplification LQG Liner Quadratic Gaussian LQR Liner Quadratic Regulator MBBC Modified Bang-Bang Controller MR Magnetorheological MRFC Modal-Space Reference-Model-Tracking Fuzzy Control PD Proportional Derivative PID Proportional Integral Derivative PVI Pneumatic Vibration Isolator SAM Semantic Associative Memory sFC Điều khiển trượt dựa lý thuyết mờ sHAC Điều khiển trượt dựa lý thuyết đại số gia tử SMC Sliding Mode Control SMFC Sliding Mode Fuzzy Control SQM Semantically Quantifying Mapping SSMC Saturated Sliding Mode Controller STFLC Self-Tuning Fuzzy Logic Controller VSC Variable Structure Control xi DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 2.1 Bảng FAM 32 Bảng 2.2 SQM  số giá trị ngôn ngữ X 41 Bảng 2.3 Bảng SAM 43 Bảng 3.1 Các giá trị ngôn ngữ với SQMs biến 47 Bảng 3.2 Biểu diễn số sở luật HA fm(c) = (h) = 0.5 48 Bảng 3.3 Biểu diễn số sở luật HA fm(c) = 0.4, (h) = 0.6 51 Bảng 3.4 Quan hệ biến điều khiển biến trạng thái fm(c) = 0.4, (h) = 0.6 54 Bảng 3.5 Biểu diễn số sở luật HA fm(c) = 0.6, (h) = 0.4 57 Bảng 3.6 Quan hệ biến điều khiển biến trạng thái fm(c) = 0.6, (h) = 0.4 60 Bảng 4.1 Chỉ tiêu J1, J2 điều khiển 77 Bảng 4.2 Giá trị cực đại tiêu thời gian trễ thay đổi 82 Bảng 4.3 Nghiệm phương trình đặc trưng 84 Bảng 4.4 Chỉ tiêu J1 J2 trường hợp động đất El Centro, umax = 700N τ = ms 84 Bảng 4.5 Các tiêu J1 J2 trường hợp động đất, τ ngẫu nhiên 88 Bảng 4.6 Giá trị cực đại tiêu trường hợp động đất El Centro 91 Bảng 4.7 Giá trị cực đại tiêu trường hợp động đất El Centro, umax = 700N 101 Bảng 4.8 So sánh thời gian tính tốn (s) điều khiển 113 xii 4.2.2.5 Ảnh hưởng khoảng xác định biến trạng thái đến hiệu điều khiển Giá trị khoảng xác định biến trạng thái ảnh hưởng đáng kể đến biến điều khiển, theo hiệu điều khiển hệ thống Mặc dù khoảng xác định biến điều khiển thường xác định thông qua giới hạn truyền động (umax , thực tế khoảng xác định biến trạng thái HACs Cs thường lựa ch n dựa kinh nghiệm chuyên gia Do đó, tiểu mục này, ảnh hưởng khoảng xác định biến trạng thái đến hiệu điều khiển hệ thống nghiên cứu Giả thiết khoảng xác định biến trạng thái sau: x1   k1a, k1a  x1   k2b, k2b (4.6) đó, k1 , k2  0.8,1.2 Giá trị chuyển vị tương đối cực đại gia tốc tuyệt đối cực đại kết cấu trường hợp chịu tải động đất khác thể Hình 4.37 - 4.39 Qua thấy giá trị khoảng xác định biến trạng thái ảnh hưởng đáng kể đến hiệu điều khiển hệ thống Trong trường hợp động đất El Centro, quan hệ cân đạt chuyển vị tương đối cực đại gia tốc tuyệt đối cực đại tìm thấy Điều có nghĩa chuyển vị tương đối cực đại tăng gia tốc tuyệt đối cực đại giảm ngược lại Các kết tương tự phương pháp tối ưu đa mục tiêu (tập Pareto , giảm thiểu chuyển vị cực đại giảm thiểu gia tốc tuyệt đối cực đại kết cấu tham gia khoảng xác định biến trạng thái coi biến thiết kế, lựa ch n thích hợp tìm thấy qua giải pháp cân Gia tốc tuyệt đối cực đại m/s2 ) 0.57 0.56 k2 0.55 0.54 0.53 0.52 0.51 0.5 k1 0.49 0.48 0.426 El Centro 0.428 0.43 0.432 0.434 0.436 0.438 0.44 Chuyển vị tương đối cực đại m 0.442 0.444 0.446 Hình 4.37 Ảnh hưởng khoảng xác định biến trạng thái đến chuyển vị tương đối cực đại gia tốc tuyệt đối cực đại kết cấu trận động đất El Centro Trang 111 Đối với trường hợp động đất lại, mối quan hệ chuyển vị cực đại gia tốc tuyệt đối tương quan dương, dễ dàng lựa ch n giá trị thích hợp k1 k2 để tối ưu hóa hiệu điều khiển hệ thống Gia tốc tuyệt đối cực đại m/s2 ) 0.66 0.64 k1 0.62 0.6 0.58 0.56 k2 0.54 Northridge 0.52 0.56 0.57 0.58 0.59 0.6 0.61 Chuyển vị tương đối cực đại m 0.62 0.63 Hình 4.38 Ảnh hưởng khoảng xác định biến trạng thái đến chuyển vị tương đối cực đại gia tốc tuyệt đối cực đại kết cấu trận động đất Northridge Gia tốc tuyệt đối cực đại m/s2 ) 0.76 0.74 k1 0.72 0.7 0.68 0.66 0.64 k2 0.62 0.6 0.53 Imperial Valley 0.54 0.55 0.56 0.57 0.58 0.59 0.6 Chuyển vị tương đối cực đại m 0.61 0.62 0.63 Hình 4.39 Ảnh hưởng khoảng xác định biến trạng thái đến chuyển vị tương đối cực đại gia tốc tuyệt đối cực đại kết cấu trận động đất Imperial Valley 4.2.2.6 Thời gian tính tốn điều khiển Thời gian cần thiết để tính tốn lực điều khiển yếu tố quan tr ng gây thời gian trễ đầu vào hệ thống Do đó, khoảng thời gian tính tốn CPU time để xác định lực điều khiển từ giá trị cho trước biến trạng thái điều khiển đo liệt kê Bảng 4.8 để minh h a hiệu Trang 112 tính tốn điều khiển dựa lý thuyết đại số gia tử (g i chung HACs) so với điều khiển dựa lý thuyết mờ (g i chung FCs) Trong đó, HACold sHACold điều khiển dựa đại số gia tử điều khiển trượt dựa đại số gia tử thiết kế dựa phương pháp trình bày [102] Chương trình chạy máy ASUS U46E với 8GB RAM, hệ điều hành Windows Home Premium, ngơn ngữ lập trình Matlab R2013a (sử dụng lệnh “tic “toc , t ng thời gian mô gi y, bước thời gian 0.001 gi y số chu trình tồn q trình điều khiển 15000 Bảng 4.8 So sánh thời gian tính tốn (s) điều khiển Trận động đất El Centro Northridge Imperial Valley Trung bình FC 152.749 158.341 160.590 157.227 HACold 7.926 8.071 8.061 8.019 HAC 6.603 6.809 6.720 6.711 sFC 160.286 165.258 166.620 164.055 sHACold 8.321 8.405 8.556 8.428 sHAC 6.934 7.004 7.130 7.023 Có thể thấy từ Bảng 4.8 thời gian CPU HAC dựa phương pháp [102] ngắn nhiều so với C tương ứng Lý việc giảm thời gian CPU phép nội suy tuyến tính đơn giản rõ ràng việc thực bước chuẩn hoá, suy luận giải chuẩn HAC bước mờ hóa, suy luận giải mờ FC phức tạp tính tốn Tuy nhiên, việc sử dụng cơng thức tường minh HAC cho phép tiếp tục giảm thời gian tính tốn so với việc sử dụng phương pháp [102] điều khiển HACold sHACold Đ y c ng ưu điểm đáng quan t m 4.3 Kết luận chương Trong chương này, mô số thực để nghiên cứu hiệu điều khiển trễ điều khiển trượt dao động kết cấu chịu tải tr ng động đất Các kết tóm tắt sau: * Trễ điều khiển, giới hạn vật lý hệ thống, tránh khỏi ếu tố ảnh hưởng lớn đến n định hiệu điều khiển hệ thống Trang 113 * Khi khảo sát ảnh hưởng thời gian trễ đầu vào đến hoạt động điều khiển sHAC c ng chứng minh kết tốt so với điều khiển HAC trước đ y * Bộ điều khiển mờ dựa đại số gia tử HAC đơn giản thiết lập có hiệu điều khiển cao so với điều khiển mờ FC truyền thống * Bộ điều khiển sHAC thiết kế dựa kết hợp điều khiển SMC truyền thống điều khiển HAC nên kế thừa ưu điểm điều khiển * Việc sử dụng điều khiển HAC đơn giản r ràng thiết kế, hiệu điều khiển làm giảm đáng kể tượng “chattering so với điều khiển FC * Công thức tường minh HAC cho phép dễ dàng đánh giá mức độ ảnh hưởng miền tham chiếu biến trạng thái đến hiệu điều khiển hệ thống * Có thể quan sát từ mô số hiệu điều khiển HAC C tương đối giống nhau, việc sử dụng HAC giảm đáng kể thời gian tính tốn (CPU time) Như vậy, việc nghiên cứu thử nghiệm s u ứng dụng khác công thức tường minh HAC lĩnh vực điều khiển trình cần tiếp tục quan tâm Trang 114 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nghiên cứu điều khiển chủ động dao động kết cấu tác động động lực hướng nghiên cứu có ý nghĩa khoa học, thực tiễn quan tâm nghiên cứu nước Luận án tác giả nghiên cứu Việt Nam lĩnh vực điều khiển chủ động dao động kết cấu dựa mơ hình sử dụng lý thuyết mờ đại số gia tử Trong đó, điểm đóng góp luận án tóm lược lại, bao gồm: Thứ nhất, tác giả nghiên cứu, tìm quy luật thiết lập cơng thức tường minh thể mối quan hệ biến điều khiển (lực điều khiển) với biến trạng thái (chuyển vị vận tốc) điều khiển dựa lý thuyết đại số gia tử Thứ hai, tác giả nghiên cứu ứng dụng công thức tường minh vào tốn khảo sát ổn định hệ có trễ, điều khiển trễ dao động kết cấu điều khiển trượt dao động kết cấu Thứ ba, sơ đồ thuật tốn, chương trình tính ngơn ngữ lập trình Matlab tác giả thiết lập cho dạng toán Thứ tư, để chứng minh hiệu điều khiển dựa đại số gia tử sử dụng công thức tường minh, mô số thực mơ hình kết cấu hữu hạn bậc tự chịu tải gia tốc liên kết - mơ hình phổ biến điều khiển chủ động dao động kết cấu Trong mô này, hiệu điều khiển đề xuất so sánh với điều khiển trượt, điều khiển mờ - trượt số điều khiển khác Bên cạnh đó, việc đánh giá ảnh hưởng khoảng xác định biến trạng thái (chuyển vị vận tốc) đến hiệu điều khiển xác định thời gian tính tốn máy tính (CPU time) ứng dụng cơng thức tường minh vào thiết kế điều khiển dao động kết cấu đề cập đến Các kết tính tốn luận án góp phần làm phong phú thêm ứng dụng lý thuyết đại số gia tử cách tiếp cận tìm lời giải điều khiển chủ động dao động kết cấu Như vậy, khẳng định luận án vừa có ý nghĩa lý thuyết vừa có ý nghĩa bước đầu tiếp cận thực tiễn Trong luận án, toán nghiên cứu nhằm mục tiêu giảm dao động kết cấu Tuy nhiên, trường hợp cần tăng dao động (tạo rung) nội dung nghiên cứu luận án áp dụng tương tự Ngồi ra, số vấn đề cần quan tâm trở thành hướng nghiên cứu phát triển tương lai, cụ thể: (i) Ứng dụng lý thuyết đại số gia tử, công thức tường minh điều khiển dựa lý thuyết đại số gia tử để thiết kế điều khiển thích nghi, bền vững, điều khiển lai,… đặc biệt ứng dụng cơng nghệ tính tốn mềm (softcomputing) để điều khiển chủ động dao động kết cấu, kể kết cấu phức tạp, phi tuyến,… (ii) Ngữ nghĩa hóa giải ngữ nghĩa trường hợp khơng tuyến tính (iii) Đánh giá độ ổn định hệ thống thời gian trễ điều khiển ngẫu nhiên, trễ trạng thái xem xét giới hạn phân tích cho độ ổn định hệ thống (iv) Nghiên cứu cấu tạo lực điều khiển thời gian trễ cho phép (v) Đề cập Trang 115 thêm tiêu chuẩn chuyển vị cho phép, ứng suất cho phép,… kết cấu nghiên cứu điều khiển chủ động dao động kết cấu./ Trang 116 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Các kết luận án công bố 07 cơng trình khoa học, có 02 báo đăng tạp chí quốc tế ISI (SCIE), 01 báo đăng tạp chí quốc gia có uy tín, 04 báo cáo kỷ yếu hội nghị khoa học tồn quốc có phản biện có số ISBN: Lê Tùng Anh, Bùi Hải Lê Bùi Văn Bình (2016), Điều khiển trượt dao động kết cấu sử dụng đại số gia tử, Tuyển tập công trình Hội nghị Khoa học tồn quốc lần thứ II Cơ kỹ thuật Tự động hóa, Hà Nội, 07-08/10/2016 Lê Tùng Anh, Bùi Hải Lê Bùi Văn Bình (2016), Điều khiển trễ dao động kết cấu sử dụng đại số gia tử, Tuyển tập công trình Hội nghị Khoa học Cơng nghệ tồn quốc khí - động lực, Hà Nội, 13/10/2016 Bui, H.-L., Le, T.-A., & Bui, V.-B (2017), Explicit formula of hedgealgebras-based fuzzy controller and applications in structural vibration control, Applied Soft Computing, 60, 150–166 http://doi:10.1016/j.asoc.2017.06.045 (SCIE-Q1, ISI uy tín theo Quyết định số 31/QĐ-HĐQL-NAFOSTED ngày 30/3/2016) Bùi Hải Lê, Bùi Văn Bình Lê Tùng Anh (2017), Ứng dụng công thức tường minh điều khiển dựa đại số gia tử điều khiển dao động kết cấu, Kỷ yếu Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ X, Hà Nội, 08-09/12/2017 Lê Tùng Anh, Bùi Hải Lê Bùi Văn Bình (2019), Ảnh hưởng tham số kết cấu đến hiệu điều khiển HAC điều khiển trượt dao động kết cấu, Kỷ yếu Hội nghị Cơ học kỹ thuật toàn quốc kỷ niệm 40 năm thành lập Viện Cơ học, Hà Nội, 09-10/4/2019 Duc-Trung Tran, Van-Binh Bui, Tung-Anh Le, Hai-Le Bui (2019), Vibration control of a structure using sliding-mode hedge-algebras-based controller, Soft Computing, Volume 23, Issue 6, pp 2047–2059 23: 2047 https://doi.org/10.1007/s00500-017-2919-6 (SCIE) Bui Hai Le, Le Tung Anh, Bui Van Binh, Nguyen Thai Tat Hoan (2019), Fuzzy sliding mode control of a structure based on hedge algebras containing input time delay, Vietnam Journal of Science and Technology, Volume 57, Issue 4, pp 513-523 http://doi.org/10.15625/2525-2518/57/4/13167 Trang 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Khang (2001), Dao động kỹ thuật, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Nguyễn Đông Anh, Lã Đức Việt (2007), Giảm dao động thiết bị tiêu tán lượng, Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ [3] Nguyễn Văn Khang, Đỗ Sanh, Triệu Quốc Lộc, Nguyễn Sỹ (1990), Dao động bảo hộ lao động, Viện nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Bảo hộ Lao động [4] Nguyễn Hải (2002), Phân tích dao động máy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [5] Preumont A., Suto K (2008), Active Control of Structures, John Wiley & Sons, West Sussex, UK [6] Lã Đức Việt (2010), Phát triển thuật tốn điều khiển tích cực phản hồi cho kết cấu điều kiện đo hạn chế đáp ứng, Luận án Tiến sỹ Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Hà Nội [7] Bùi Hải Lê (2011), Điều khiển tham số dao động kết cấu ứng dụng, Luận án Tiến sỹ Cơ học, Đại học Bách khoa Hà Nội [8] Kajima Corporation (1991), AMD - Active mass driver system, Technical Pamphlet 91-63E, Tokyo, Japan [9] Yamazaki S., Nagata N., Abiru H (1992), Tuned Active Dampers Installed in the Minato Mirai (MM) 21 Landmark Tower in Yokohama, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 41-44, 1937-1948 [10] Cao H., Reinhorn A M., Soong T T (1998), Design of an active mass damper for a tall TV tower in Nanjing China, Engineering Structures l.20(3), 134 143 [11] Reinhorn, A., Soong, T.T., Helgeson, R.J., Riley, M.A., Cao H (1998), Analysis, Design and Implementation of an Active Mass Damper for a Communication Tower, Proceedings of the Second World Conference on Structural Control, Kyoto, Japan, 1727-1736 [12] Ahn KK (2014), Active pneumatic vibration isolation system using negative stiffness structures for a vehicle seat, Journal of Sound and Vibration 333:1245-1268 [13] Pan H, Sun W, Gao H, Hayat T, Alsaadi F (2015), Nonlinear tracking control based on extended state observer for vehicle active suspensions with performance constraints, Mechatronics 30:363-370 [14] Gan Z, Hillis AJ, Darling J (2015), Adaptive control of an active seat for occupant vibration reduction, Journal of Sound and Vibration 349:39-55 [15] Teng J, Xing H, Lu W, Li Z, Chen C (2016), Influence analysis of time delay to active mass damper control system using pole assignment method, Mechanical Systems and Signal Processing [16] Pakos W, Wójcicki Z (2014), Vibration control of a cable-stayed footbridge using the tension changes of cable, Procedia Engineering 91:142-147 Trang 118 [17] Crusells-Girona M, Aparicio ÁC (2016), Active control implementation in cable-stayed bridges for quasi-static loading patterns, Engineering Structures 118:394-406 [18] Abdeljaber O, Avci O, Inman DJ (2016), Active vibration control of flexible cantilever plates using piezoelectric materials and artificial neural networks, Journal of Sound and Vibration 363:33-53 [19] Schaper U, Dittrich C, Arnold E, Schneider K, Sawodny O (2014), 2-DOF skew control of boom cranes including state estimation and reference trajectory generation, Control Engineering Practice 33:63-75 [20] Li W, Luo B, Huang H (2016), Active vibration control of Flexible Joint Manipulator using Input Shaping and Adaptive Parameter Auto Disturbance Rejection Controller, Journal of Sound and Vibration 363:97-125 [21] Cheng FY, Jiang H, Lou K (2008), Smart Structures, Innovative Systems for Seismic Response Control, CRC Press USA [22] Spencer J.B.F., Johnson E.A., Ramallo J.C (2000), Smart isolation for seismic control, JSME International Journal, Special Issue on Frontiers of Motion and Vibration Control, Series C 43(3), 704–711 [23] Thenozhi S, Yu W (2014b), Stability analysis of active vibration control of building structures using PD/PID control, Engineering Structures 81:208-218 [24] Yanik A, Aldemir U, Bakioglu M (2014), A new active control performance index for vibration control of three-dimensional structures, Engineering Structures 62:53-64 [25] N.D.Anh, L.D.Viet (2002), On the local optimal control counterforces in active controlled structures, Proceedings of the International Conference on Advances in Building Technology, HongKong, 937-944 [26] Nguyen Dong Anh, La Duc Viet (2004), A version of identification control algorithm for feedback active controlled nonlinear systems, Proceedings of the 8th International Conference on Mechatronics Technology, Hanoi, 239-243 [27] Nguyen Dong Anh, La Duc Viet (2006), An approach to extend the identification algorithm for output feedback active control, Advances in Natural Sciences, Vol 7, No 1, Hanoi, 1-11 [28] La Duc Viet, Nguyen Dong Anh (2007), On a feedback-feedforward identification control algorithm for feedback active controlled structures, Journal of Mechanics 29(4), 507-511 [29] La Duc Viet, Nguyen Dong Anh (2008), An extension of the identification algorithm for feedback active control of incomplete measured system, Journal of Mechanics 30(1) [30] Zadeh L A (1965), Fuzzy Sets, Information and Control 8, 338-353 [31] Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước (2004), Lý thuyết điều khiển mờ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [32] Bùi Cơng Cường, Nguyễn Dỗn Phước (2006), Hệ mờ, mạng nơ ron ứng dụng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [33] Vũ Như Lân (2006), Điều khiển sử dụng lôgic mờ, mạng nơ ron đại số gia tử, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [34] Mandal A.K (2006), Introduction to Control Engineering, New Age International (P) Ltd., Publishers, New Delhi Trang 119 [35] E Allam, H.F Elbab, M.A Hady, S Abouel-Seoud (2010), Vibration control of active vehicle suspension system using fuzzy logic algorithm, Fuzzy Information and Engineering, 361-387 [36] A Shehata, H Metered, W.A Oraby (2015), Vibration control of active vehicle suspension system using fuzzy logic controller, in: Vibration Engineering and Technology of Machinery, Springer, pp 389-399 [37] D Singh, M Aggarwal (2015), Passenger seat vibration control of a semiactive quarter car system with hybrid Fuzzy–PID approach, International Journal of Dynamics and Control, 1-10 [38] Zhang J.H., Zhang H., Su D.D., Qin Y., Huo M.Y., Zhang Q.H., Wang L (2002), Adaptive fuzzy control system of servomechanism for electrodischarge machining combined with ultrasonic vibration, Journal of Materials Processing Technology 129, 45-49 [39] Darus, I Z M., Tokhi, M O (2005), Soft computing-based active vibration control of a flexible structure, Engineering Applications of Artificial Intelligence 18, 93–114 [40] Teng, T L., Peng, C P., Chuang, C (2000), A study on the application of fuzzy theory to structural active control, Comput Methods Appl Mech Engrg 189, 439-448 [41] Wenzhong Q., Jincai S., Yang, Q (2004), Active control of vibration using a fuzzy control method, Journal of Sound and Vibration 275, 917–930 [42] Lin J., Wei-Zheng L (2006), Experimental evaluation of a piezoelectric vibration absorber using a simplified fuzzy controller in a cantilever beam, Journal of Sound and Vibration 296, 567–582 [43] Magdalene M., Yannis M., Georgios E.S (2010), Fuzzy control optimized by PSO for vibration suppression of beams, Control Engineering Practice 18, 618–629 [44] Kwan S.P., Koh H.M., Ok S.Y., Seo C.W (2005), Fuzzy supervisory control of earthquake-excited cable-stayed bridges, Engineering Structures 27, 1086– 1100 [45] A Sagirli, C.O Azeloglu, R Guclu, H Yazici (2011), Self-tuning fuzzy logic control of crane structures against earthquake induced vibration, Nonlinear Dynamics, 64 375-384 [46] J Lin, Y Zheng (2012), Vibration suppression control of smart piezoelectric rotating truss structure by parallel neuro-fuzzy control with genetic algorithm tuning, Journal of Sound and Vibration, 331 3677-3694 [47] Park K.S, Koh H.M, Ok S.Y (2002), Active control of earthquake excited structures using fuzzy supervisory technique, Advances in Engineering Software 33, 761–768 [48] Park K.S, Koh H.M, Seo C.W, (2004), Independent modal space fuzzy control of earthquake-excited structures, Engineering Structures 26, 279–289 [49] Al-Dawod M, Samali B, Li J (2006), Experimental verification of an active mass driver system on a five-storey model using a fuzzy controller, Struct Control Health Monit 13, 917–943 Trang 120 [50] Reigles D.G., Symans M.D (2006), Supervisory fuzzy control of a baseisolated benchmark building utilizing a neuro-fuzzy model of controllable fluid viscous dampers, Struct Control Health Monit 13, 724–747 [51] Dounis AI, Tiropanis P, Syrcos GP, Tseles D (2007), Evolutionary fuzzy logic control of base-isolated structures in response to earthquake activity, Struct Control Health Monit 14, 62–82 [52] Pourzeynali S., Lavasani H.H., Modarayi A.H (2007), Active control of high rise building structures using fuzzy logic and genetic algorithms, Engineering Structures 29, 346–357 [53] Guclu, R and Yazici, H (2008), Vibration control of a structure with ATMD against earthquake using fuzzy logic controllers, Journal of Sound and Vibration 318, 36-49 [54] Li L., Song G., Ou J (2010), Hybrid active mass damper (AMD) vibration suppression of nonlinear high-rise structure using fuzzy logic control algorithm under earthquake excitations, Struct Control Health Monit, DOI: 10.1002/stc.402 [55] M.E Uz, M.N Hadi (2014), Optimal design of semi active control for adjacent buildings connected by MR damper based on integrated fuzzy logic and multiobjective genetic algorithm, Engineering Structures, 69 135-148 [56] K.-S Park, S.-Y Ok (2015), Modal-space reference-model-tracking fuzzy control of earthquake excited structures, Journal of Sound and Vibration, 334 136-150 [57] Huỳnh Thái Hồng (2006), Hệ thống điều khiển thơng minh, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [58] Hak-Keung Lam, Frank Hung-Fat Leung (2011), Stability Analysis of FuzzyModel-Based Control Systems, Springer-Verlag Berlin Heidelberg [59] A Agrawal, J Yang (2000), Compensation of time‐delay for control of civil engineering structures, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 29 37-62 [60] H Du, N Zhang (2007), Energy‐to‐peak control of seismic‐excited buildings with input delay, Structural Control and Health Monitoring, 14 947-970 [61] T Hong, P.C Hughes (2001), Effect of time delay on the stability of flexible structures with rate feedback control, Journal of Vibration and Control, 3349 [62] X Zhang, J Xu (2016), Time delay identifiability and estimation for the delayed linear system with incomplete measurement, Journal of Sound and Vibration, 361 330-340 [63] H Du, N Zhang, F Naghdy (2011), Actuator saturation control of uncertain structures with input time delay, Journal of Sound and Vibration, 330 43994412 [64] P.M Nia, R Sipahi (2013), Controller design for delay-independent stability of linear time-invariant vibration systems with multiple delays, Journal of Sound and Vibration, 332 3589-3604 [65] F An, W.-d Chen, M.-q Shao (2014), Dynamic behavior of time-delayed acceleration feedback controller for active vibration control of flexible structures, Journal of Sound and Vibration, 333 4789-4809 Trang 121 [66] T Zhang, H.G Li, Z.Y Zhong, G.P Cai (2015), Hysteresis model and adaptive vibration suppression for a smart beam with time delay, Journal of Sound and Vibration, 358 35-47 [67] M Sabatini, G.B Palmerini, N Leonangeli, P Gasbarri (2014), Analysis and experiments for delay compensation in attitude control of flexible spacecraft, Acta Astronautica, 104 276-292 [68] M Sabatini, P Gasbarri, G.B Palmerini (2015), Delay compensation for controlling flexible space multibodies: Dynamic modeling and experiments, Control Engineering Practice, 45 147-162 [69] S.Y Yoon, L Di, Z Lin (2016), Unbalance compensation for AMB systems with input delay: An output regulation approach, Control Engineering Practice, 46 166-175 [70] J Zhang, Y Li, C Lv, J Gou, Y Yuan (2017), Time-varying delays compensation algorithm for powertrain active damping of an electrified vehicle equipped with an axle motor during regenerative braking, Mechanical Systems and Signal Processing, 87 45-63 [71] R Adhikari, H Yamaguchi (1997), Sliding mode control of buildings with ATMD, Earthquake engineering & structural dynamics, 26 409-422 [72] Y.M Sam, J.H Osman, M.R.A Ghani (2004), A class of proportional-integral sliding mode control with application to active suspension system, Systems & control letters, 51 217-223 [73] S.-B Choi, Y.-M Han (2007), Vibration control of electrorheological seat suspension with human-body model using sliding mode control, Journal of Sound and Vibration, 303 391-404 [74] V.S Deshpande, B Mohan, P Shendge, S Phadke (2014), Disturbance observer based sliding mode control of active suspension systems, Journal of Sound and Vibration, 333 2281-2296 [75] K Dhanalakshmi, M Umapathy, D Ezhilarasi (2016), Shape memory alloy actuated structural control with discrete time sliding mode control using multirate output feedback, Journal of Vibration and Control, 22 1338-1357 [76] K.-G Sung, Y.-M Han, J.-W Cho, S.-B Choi (2008), Vibration control of vehicle ER suspension system using fuzzy moving sliding mode controller, Journal of Sound and Vibration, 311 1004-1019 [77] N Yagiz, Y Hacioglu, Y Taskin (2008), Fuzzy sliding-mode control of active suspensions, IEEE Transactions on industrial electronics, 55 3883-3890 [78] J Lin, R.-J Lian, C.-N Huang, W.-T Sie (2009), Enhanced fuzzy sliding mode controller for active suspension systems, Mechatronics, 19 1178-1190 [79] Chen H-Y, Liang J-W, Wu J-W (2013), Active pneumatic vibration control by using pressure and velocity measurements and adaptive fuzzy sliding-mode controller, Sensors 13:8431-8444 [80] Soltanpour MR, Khooban MH (2013), A particle swarm optimization approach for fuzzy sliding mode control for tracking the robot manipulator, Nonlinear Dynamics 74:467-478 [81] Do HT, Park HG, Ahn KK (2014), Application of an adaptive fuzzy sliding mode controller in velocity control of a secondary controlled hydrostatic transmission system, Mechatronics 24:1157-1165 Trang 122 [82] D.X Phu, N.V Quoc, J.-H Park, S.-B Choi (2014), Design of a novel adaptive fuzzy sliding mode controller and application for vibration control of magnetorheological mount, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 228 22852302 [83] M Sharma, S Singh (2010), Fuzzy sliding mode control of plate vibrations, Shock and Vibration, 17 71-92 [84] Q.H Ngo, N.P Nguyen, C.N Nguyen, T.H Tran, K.-S Hong (2015), Fuzzy sliding mode control of container cranes, International Journal of Control, Automation and Systems, 13 419-425 [85] Chiang W-L, Yeh K, Liu M-Y (2000), Adaptive fuzzy sliding mode control for base-isolated buildings, International Journal on Artificial Intelligence Tools 9:493-508 [86] Kim SB, Yun CB (2000), Sliding mode fuzzy control: Theory and verification on a benchmark structure, Earthquake Engineering & Structural Dynamics 29:1587-1608 [87] Wang AP, Lee CD (2002), Fuzzy sliding mode control for a building structure based on genetic algorithms, Earthquake Engineering & Structural Dynamics 31:881-895 [88] H Alli, O Yakut, Fuzzy sliding-mode control of structures, Engineering Structures, 27 (2005) 277-284 [89] Wang, A P., Lin, Y H (2007), Vibration control of a tall building subjected to earthquake excitation, Journal of Sound and Vibration 299, 757–773 [90] Li L, Song G, Ou J (2009), Nonlinear structural vibration suppression using dynamic neural network observer and adaptive fuzzy sliding mode control, Journal of Vibration and Control [91] Thenozhi S, Yu W (2014a), Sliding mode control of wind-induced vibrations using fuzzy sliding surface and gain adaptation, International Journal of Systems Science, 1-10 [92] N.C Ho, W Wechler (1990), Hedge algebras: an algebraic approach to structure of sets of linguistic truth values, Fuzzy sets and systems, 35 281-293 [93] N.C Ho, W Wechler (1992), Extended hedge algebras and their application to fuzzy logic, Fuzzy sets and systems, 52 259-281 [94] NGUYEN CH, TRAN DK, Van Nam H, NGUYEN HC (1999), Hedge algebras, linguistic-value logic and their application to fuzzy reasoning, International Journal of Uncertainty, Fuzziness and Knowledge-Based Systems 7:347-361 [95] N Ho, H Nam (2002), Towards an algebraic foundation for a Zadeh fuzzy logic, Fuzzy Set and System, 129 229-254 [96] N.C Ho (2007), A topological completion of refined hedge algebras and a model of fuzziness of linguistic terms and hedges, Fuzzy Sets and Systems, 158 436-451 [97] N.C Ho, N Van Long (2007), Fuzziness measure on complete hedge algebras and quantifying semantics of terms in linear hedge algebras, Fuzzy Sets and Systems, 158 452-471 Trang 123 [98] Nguyen CH, Pedrycz W, Duong TL, Tran TS (2013), A genetic design of linguistic terms for fuzzy rule based classifiers, International Journal of Approximate Reasoning 54:1-21 [99] Nguyen C-H, Pedrycz W (2014), A construction of sound semantic linguistic scales using 4-tuple representation of term semantics, International Journal of Approximate Reasoning 55:763-786 [100] Nguyen CH, Tran TS, Pham DP (2014), Modeling of a semantics core of linguistic terms based on an extension of hedge algebra semantics and its application, Knowledge-Based Systems 67:244-262 [101] N.C Ho, V.N Lan, L.X Viet (2008), Optimal hedge-algebras-based controller: Design and application, Fuzzy Sets and Systems, 159 968-989 [102] H.-L Bui, C.-H Nguyen, N.-L Vu, C.-H Nguyen (2015), General design method of hedge-algebras-based fuzzy controllers and an application for structural active control, Applied Intelligence, 43 251-275 [103] H.-L Bui, D.-T Tran, N.-L Vu (2012), Optimal fuzzy control of an inverted pendulum, Journal of vibration and control, 18 2097-2110 [104] N.D Duc, N.-L Vu, D.-T Tran, H.-L Bui (2012), A study on the application of hedge algebras to active fuzzy control of a seism-excited structure, Journal of Vibration and Control, 18 2186-2200 [105] N.D Anh, H.-L Bui, N.-L Vu, D.-T Tran (2013), Application of hedge algebra-based fuzzy controller to active control of a structure against earthquake, Structural Control and Health Monitoring, 20 483-495 [106] H.-L Bui, C.-H Nguyen, V.-B Bui, K.-N Le, H.-Q Tran (2015), Vibration control of uncertain structures with actuator saturation using hedge-algebrasbased fuzzy controller, Journal of Vibration and Control, 1077546315606601 [107] D Vukadinović, M Bašić, C.H Nguyen, N.L Vu, T.D Nguyen (2014), Hedge-algebra-based voltage controller for a self-excited induction generator, Control Engineering Practice, 30 78-90 [108] Pei Z., Ruan D., Liu J., Xu Y (2010), Linguistic values based intelligent information processing, World Scientific [109] Vukadinovic D et al (2011), Fuzzy Control Systems, Nova Publishers, USA [110] S Sivanandam, S Sumathi, S Deepa (2007), Introduction to fuzzy logic using MATLAB, Springer [111] T.J Ross (2010), Fuzzy logic with engineering applications, John Wiley & Sons [112] A Agrawal, J Yang (1997), Effect of fixed time delay on stability and performance of actively controlled civil engineering structures, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 26 1169-1185 [113] H Hu, E Dowell, L Virgin (1998), Stability estimation of high dimensional vibrating systems under state delay feedback control, Journal of Sound and Vibration, 214 497-511 [114] R.C Dorf, R.H Bishop (2011), Modern control systems, Prentice Hall [115] M Jamei, M Mahfouf∗, D.A Linkens (2004), Elicitation and fine-tuning of fuzzy control rules using symbiotic evolution, Fuzzy Sets and Systems 147 5774 Trang 124 [116] Ruey-Jing Lian, Bai-Fu Lin (2005), Design of a mixed fuzzy controller for multiple-input multiple-output systems, Mechatronics 15 1225-1252 [117] Park W., Park K.S., Koh H.M (2008), Active control of large structures using a bilinear pole-shifting transform with H control method, Engineering Structures 30, 3336-3344 [118] C Lim, Y Park, S Moon (2006), Robust saturation controller for linear time-invariant system with structured real parameter uncertainties, Journal of Sound and Vibration, 294 1-14 Trang 125