DEPREME DAYANIKLI YAPILARDA UYGULANAN AKTİF VE YARI AKTİF KONTROL ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI

Abstract

Yüksek Lisans Tezi DEPREME DAYANIKLI YAPILARDA UYGULANAN AKTİF VE YARI AKTİF KONTROL ALGORİTMALARININ KARŞILAŞTIRILMASI Oğuz YAKUT Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı 2001, Sayfa:62 Aktif kontrol yöntemlerinin uygulanmasında her nekadar başarı sağlanmış olunsa bile, hala açıklık getirilmesi gereken bazı noktalar vardır. Bu noktalardan biri sistemde meydana gelen zaman gecikmesi ve bunun sonucunda sistemle uyumsuz bir kontrol kuvvetinin doğmasına yol açmasıdır. Bu çalışmada aktif ve pasif kontrol sistemlerinden bahsedilmiş ve aktif kontrol sistemlerin yapısı ve işleyişi konuları ele alınmıştır. Ayrıca lqr ve bang-bang gibi kontrol algoritmalarının yanı sıra bir başka optimum kontrol algoritması olan suboptimal bang-bang kontrol kanunu ele alınmıştır. Elde edilen grafiksel sonuçlardan iyi bir performans elde edilmesine rağmen kontrol kuvveti sinyalinin ani değişimler göstermesi arzu edilmeyen bir durum olarak ortaya çıkmıştır. Bu nedenle düzeltilmiş bang-bang kontrol kanunu uygulanarak tahrik elemanının daha kolay izleyebileceği kontrol kuvveti eğrisi elde edilmiştir. Diğer bir etkili aktif kontrol algoritması olan kayan kipli kontrolün sınır tabakalı ve sınırII tabakasız durumda uygulanması ile sonuçlar grafiksel olarak elde edilmiş ve irdelenmiştir. Sayısal uygulama için, 1999 Düzce-Bolu depremleri doğu-batı ivme bileşenleri etkisindeki lineer sönümlü sekiz katlı örnek bina ele alınmıştır. İlk olarak yer hareketine maruz yapının hareket denklemleri matematiksel olarak elde edilmiş ve durum denklemlerine dönüştürülmüştür. Diferansiyel denklemlerin çözümü için MATLAB paket programında hazırlanmış Runge-Kutte yöntemi kullanılmış ve sonuçlar grafiksel olarak irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Aktif Kontrol, Bang-Bang Kontrol, Suboptimal Kontrol, Düzeltilmiş Bang-Bang Kontrol, Kayan kipli Kontrol.

Ill ABSTRACT Master Thesis THE COMPARISON OF THE ACTIVE AND SEMİ ACTIVE CONTROL ALGORITHMS OF EARTHQUAKE RESİSTANT STRUCTURES Oğuz YAKUT Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering 2001, Page:62 Even if a success has been obtained about active control system applications there are some points that must be explained. Some of these points are the time delay occurred in system and as a result of this delay, the existing control force is inharmonious with the system. In this study, the structure and function of active and passive control systems are mentioned. In addition to the control algorithms such as lqr and bang-bang, an another optimum control algorithm, the suboptimal bang-bang control law is presented. Although a good performance of bang-bang control is obtained from the simulation results, chattering is a potential problem. Therefore, a new control methodology so called modified bang-bang control is presented to overcome the undesirable chattering problem. Furthermore, sliding-mode and sliding-mode control with boundary layer is applied to the earthquake resistant structures. The obtained results show that the performance of sliding-mode controller is excellent and theIV chattering, one of the disadvantage of this control, is eliminated by using the boundary layer. In order to apply the above methods, an eight-story building is chosen as a numerical example. To obtain the response of the building subjected to earthquake ground motion, the acceleration components of 1999 Düzce-Bolu earthquakes are used. First, the equation of motion of the earthquake resistant building is obtained and rearranged as a state-space form. Then, MATLAB is used to solve the obtained equation. The results are presented graphically and some conclusion remarks are given.