Scheduled controller design for the active mass driver benchmark problem

Abstract

ÖZET AKTİF KÜTLE SÜRÜCÜ SİSTEMİ ARAŞTIRMA PROBLEMİ İÇİN AYARLAMALI DENETİMCİ Rüzgar ve deprem etkileri binalar ve içindekilere zarar verebilir. Bina titreşimlerinin genlikleri binayı hareket kaynağından izole ederek, karşı kuvvetler uygulayarak (yapı kontrolü ) veya iki yöntemi birleştirerek azaltılabilir. Yapı kontrolü ikiye ayrılır: Pasif Kontrol (Karşı kuvvet bir edimci olmaksızın uygulanır) ve Aktif Kontrol (Karşı kuvvet bir edimci yardımıyla uygulanır) Bu tezde Notre Dame Üniversitesinde kurulan 3 katlı bir bina modelinde uygu lanan `Aktif Kütle Sürücü Sistemi` için denetimci tasarımı yapıldı. `Aktif Kütle Sürücü Sistemi` bir edimci yardımıyla haraket eden bir kütleye sahiptir. Bu kütle binanın titreşimine göre oluşturulan bir kontrol gücü ile hareket ettirilir. Edimci kap asitesi sınırlı olduğu için doyma sınırları bu tezde dikkate alınmalıdır. Yukarıda tarif edilen modelde katların ivmeleri, hızları ve deplasmanlarım min imize etmek istiyoruz. Denetimci tasarlanırken dikkate aldığımız kriterler bozucu zayıflatma ve doymadan kaçınma. Farklı bozucu zayıflatma yöntemleri (ayarlamasız ve ayarlamalı L2 kazanç kontrol) kullanıldı. Çözüm şartlan `Doğrusal Matris Eşitsizlikleri` şeklinde kuruldu. El Centro ve Hacinohe depremleri için simülasyon sonuçları ver ildi, iki yöntemin sonuçları karşılaştırıldı, bu yöntemlerin avantaj ve dezavantajları tartışıldı.

IV ABSTRACT SCHEDULED CONTROLLER DESIGN FOR THE ACTIVE MASS DRIVER BENCHMARK PROBLEM Earthquake and wind excitations can cause damages to structures and their con tents. The amplitude of the motions can be reduced by isolating the structure from the sources of excitation, or by introducing counterforces to oppose the motions (struc tural control), or by a combination of the two methods. Structural control contains 2 methods: Passive Control (the counterforce is applied without an actuator) and Active Control (the counterforce is applied with an actuator). In this thesis we design a controller for `Active Mass Driver System (AMD)` of a three storey building model which is constructed at the University of Notre Dame. The AMD System has a moveable mass with an actuator. The mass moves with a control power according to the vibrations of the structure. Since the actuator capacity is limited, the saturation should be considered in our design. In the model described above we want to minimize the accelerations, velocities and displacements of the stories. While designing the controller for this model the cri teria that we mention are disturbance attenuation and saturation avoidance. Different disturbance attenuation methods (non-scheduled and scheduled L% gain control) will be used. The solvability conditions for the controller are cast as Linear Matrix Inequali ties (LMIs). The simulation results for two earthquake data (El Centro and Hacinohe) are presented. The results for both methods are compared and the advantages and disadvantages of these methods are discussed.