Asimetrik yapısal bir sistemin gecikmeye bağlı optimal titreşim kontrolü

Abstract

Bu zamana kadar yapılan deneysel ve teorik çalışmalar, aktif kontrol metodlarının yapısal sistemlerdeki dinamik etkilerini azalttığını göstermektedir. Fakat bu çalışmaların çoğunda simetrik yapıda binaların incelendiği görülmüştür. Gerçekte inşaat aşamasındaki hatalar ya da ilave büyük kütleler sebebiyle binalar simetrik karakterlerini kaybetmektedir. Bu sistemler literatürde Asimetrik Yapısal Sistemler (AYS) olarak tanımlanmaktadır ve bu tarz yapılara herhangi bir yönde etki eden bozucu zemin hareketi yanal titreşimlerin yanısıra burulma titreşimlerine de neden olmaktadır. Aktif yapısal kontrol çalışmalarında genellikle gözardı edilen en önemli problemlerden biri zaman gecikmesidir. Kontrol sisteminin kararlılık ve performans kayıplarına neden olan gecikme problemi, uzun mesafelerde bulunan sensörler sebebiyle veri ve sinyallerin iletilmesi ve/veya kontrol kuvvetinin yapıya iletimi sırasında oluşabilecek bir problemdir. Bu yüksek lisans tezinde, sismik zorlanma altındaki, kontrol girişinde zaman gecikmeli asimetrik yapısal sistemler için durum geri-beslemeli gecikmeye-bağlı optimal kontrolörlerin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bozucu girişler olarak 1906 San Francisco ve 1940 El Centro depremlerinin zamana bağlı ivme değişimleri kullanılmıştır. İlk olarak Doğrusal Matris Eşitsizliği (DME) tabanlı durum geri beslemeli optimal kontrolör tasarımı gerçekleştirilmiş, daha sonra kontrol giriş sinyalinde zaman gecikmesinin oluşması durumunda sistem cevabının kararsızlaştığı gösterilmiştir. Gecikmeye bağlı kontrolör tasarımında gerekli kararlılık ve performans koşulları matris eşitsizlikleri formunda elde edilmiştir. Çalışmada geliştirilen kontrol algoritması ile sistemin gecikme zamanının kabul edilebilir üst sınırına ve bozucu bastırma seviyesine eş zamanlı olarak erişilmiştir. Yapılan simülasyon çalışmaları, önerilen gecikmeye-bağlı optimal kontrolörün kapalı çevrim sisteminin asimptotik kararlılığını garanti ettiğini ve yüksek sönüm performansına sahip olduğunu göstermiştir.