Structural control using magnetorheological dampers governed by predictive and dynamic inverse models



Título del documento: Structural control using magnetorheological dampers governed by predictive and dynamic inverse models
Revista: Dyna (Medellín)
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000383764
ISSN: 0012-7353
Autors: 1
2
1
Institucions: 1Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Antioquia. Colombia
Any:
Període: Nov-Dic
Volum: 81
Número: 188
Paginació: 191-198
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Aplicado, descriptivo
Resumen en español En este artículo se implementa um novedoso proyecto de control estructural numérico en una edificación de dos pisos con el objetivo de reducir vibraciones debidas a cargas de tipo transiente. La estructura analizada corresponde a un prototipo experimental debidamente caracterizado y modelado de acuerdo con la hipótesis del diafragma. El controlador utilizado se basa en la acción de un par de amortiguadores magnetoreológicos (MR) reales cuyo funcionamiento es emulado a través del denominado modelo fenomenológico. Los disipadores son gobernados por un sistema numérico basado en redes neuronales artificiales del tipo NARX con la capacidad de determinar fuerzas óptimas de control y voltajes a través de un modelo de predicción y un modelo inverso, los cuales son de uso inédito en este tipo de sistemas. Los resultados obtenidos muestran que el proyecto de control basado en redes neuronales desarrollado en este trabajo es un controlador confiable y eficiente, consiguiendo reducciones de hasta 69% en los valores pico de respuesta
Resumen en inglés The present paper implements a novelty semi-active structural control design on a two-story building, with the aim of reducing vibrations caused by transient type loads. The analyzed structure corresponds to an experimental prototype that was fully characterized and modeled according to the diaphragm hypothesis. The controller used was based on the action of a pair of real magnetorheological (MR) dampers whose operation is emulated by the phenomenological model. These mechanisms are governed by a numerical system that is based on non-linear autoregressive model with exogenous inputs (NARX)-type artificial neural networks, which have the ability to determine the necessary optimal control forces and the voltages required for the development of these forces through a prediction model and an inverse model, which are pioneers in this kind of systems. The results obtained show that the control design based on neural networks that was developed in the present study is a reliable and efficient, achieving reductions of up to 69% for the peak response value
Disciplines Ingeniería,
Matemáticas
Paraules clau: Ingeniería civil,
Matemáticas aplicadas,
Dinámica de estructuras,
Control semi-activo,
Amortiguadores magnetorreológicos,
Modelos predictivos,
Modelo inverso,
Redes neuronales
Keyword: Engineering,
Mathematics,
Civil engineering,
Applied mathematics,
Structure dynamics,
Semi-active control,
Magnetorheological dampers,
Predictive model,
Inverse model,
Neural networks
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