Hình 4.37 Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tầng 1 và gia tốc tuyệt đối tầng trên cùng trong trận động đất Imperial Valley
Hình 4.38 Chuyển vị và gia tốc lớn nhất của các tầng trong trận động đất Imperial
Do đó, sau khi điều chỉnh cơ sở luật, bộ điều khiển dựa trên đại số gia tử được điều chỉnh sẽ đưa ra hiệu quả cao hơn trong điều khiển, nói cách khác, cơ sở luật mới phù hợp hơn với đối tượng được điều khiển và đảm bảo đặc tính đơn điệu của hệ luật tương tự như hệ luật ban đầu.
4.3. Các kết quả mô phỏng khác
Ngồi các kết quả mơ phỏng chính của luận án như được trình bày trong các mục 4.1 và 4.2, trong phần này, một số kết quả mô phỏng liên quan cũng được thể hiện để minh họa rõ hơn về những ưu điểm của việc ứng dụng lý thuyết mờ và đại số gia tử trong điều khiển các mơ hình cơ học. Các bài toán liên quan trong mục này bao gồm:
4.3.1. Bài tồn rời rạc 1 bậc tự do
Mơ hình nghiên cứu: Xét kết cấu 1 bậc tự do chịu tải gia tốc x0tại liên kết như trên hình 4.39. x k m 0 x c u
Trong đó, khối lượng m = 345.6103
kg, cản c = 734.3 kNs/m, độ cứng k = 3.404105 kN/m và gia tốc kích động x0được lấy từ số liệu của trận động đất El Centro năm 1940.
4.3.1.1. Điều khiển tối ưu HAC dựa trên khoảng xác định của các biến trạng thái trạng thái
Phương trình trạng thái của kết cấu với lực điều khiển u để giảm biên độ dao động
của kết cấu như sau:
0
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
mx t cx t kx t mx t u t (4.11) Lực điều khiển u (với giá trị cực đại của máy kích động là 500kN) sẽ được tìm nhờ thuật toán điều khiển HAC với sơ đồ điều khiển như trên hình 4.1b, trong đó và được thaybằng x và x.
Các hàm mục tiêu được đề suấttối ưu gồm F1 (cực tiểu hóa chuyển vị tương
đối lớn nhất của kết cấu, liên quan đến an tồn kết cấu), F2 (cực tiểu hóa gia tốc tuyết đối lớn nhất của kết cấu, liên quan đến sức chịu đựng của con người)
Trong phần mô phỏng số, các kết quả thu được sau khi chạy chương trình GA trên phần mềm Matlab để tìm kiếm tham số tối ưu cho các bộ điều khiển HAC1 và HAC2, kết quả khoảng xác định tối ưu của các biến trạng thái như sau:
i) Bộ điều khiển HAC1:
-0.0055,0.0055
x m và x 0.0296,0.0296m/s.
ii) Bộ điều khiển HAC2:
-0.0048,0.0048
x m và x 0.0376,0.0376m/s.
Hàm mục tiêu F1 và F2 của các bộ điều khiển được thể hiện trên Bảng 4.7:
Bảng 4.7So sánh hiệu quả các bộ điều khiển
Bộ điềukhiển HAC HAC1 HAC2
F1 0.4537 0.3952 0.3960
F2 0.6505 0.5925 0.5918
Từ Bảng 4.7 có thể thấy sau khi tối ưu, các bộ điều khiển HAC1 và HAC2 cho các kết quả tốt hơn so với HAC đối với cả 2 chỉ tiêu F1 và F2 với cùng giá trị
cực đại của lực điều khiển (500 kN).
Bộ điều khiển HAC1, sử dụng mục tiêu F1 → min, cho kết quả điều khiển tốt
nhất đối với chỉ chỉ tiêu F1.
Bộ điều khiển HAC2, sử dụng mục tiêu F2 → min, cho kết quả điều khiển tốt
nhất đối với chỉ chỉ tiêu F2.
Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tương đối, gia tốc tuyệt đối và lực điều khiển của kết cấu lần lượt được thể hiện trên các Hình 4.40 - 4.42
-0.01