結構半主動模糊控制基因演算法之研究

黃昭勝 ； 吳騏 ； 徐德修

《結構工程》 23卷4期 (2008/12) Pp. 27-40

https://doi.org/10.6849/SE.200812_23(4).0003

摘要

數十年來，以結構控制降低建築物地震傷害的方式逐漸受到矚目，許多新構想及新減振裝置紛紛出現，依減振的形式區分，結構控制元件大致可區分為被動、主動及半主動三種類型，磁流變阻尼器(MR Damper)即屬於半主動控制的一種，其因內部填加磁流變液(MR Fluid)而得名，磁流變液之黏度可隨著施加磁場而改變，施加磁場越強，磁流變液就越黏稠，故其可在自由流體、黏稠液體及半固態之間做可逆的轉換，也就是說，磁流變阻尼器能隨著施加磁場之大小而調整阻尼力。如同主動控制，半主動控制亦需要一套控制法則來演算適當之控制力，本文運用了模糊控制來計算數值模擬中磁流變阻尼器之控制力。模糊控制是一種簡便的邏輯演算及控制方法，因為其控制法則採專家知識編寫，故無須繁雜之方程式。但也正因此，在實際應用時，模糊控制必然會碰到最佳化(Optimization)的問題，而如何尋找較佳之模糊規則，即為本文之主要探討。本文運用基因演算方法去修改模糊規則，欲藉此增進控制效果，達成模糊控制之最佳化。在此所採用之構架為國家地震中心三層樓全尺寸鋼構，並應用軟體MATLAB及Simulink，以一三個自由度之剪力構架模擬之。從數值分析結果可知，以基因演算法修改過的模糊控制法則，比未最佳化之模糊控制法則更能降低地震引起的結構反應，進而提高結構之耐震能力。