模糊控制律於勁度可控質量阻尼器系統之實驗驗證

Abstract

傳統被動調諧質量阻尼器(TMD)，是有效的結構減振方法，唯需要較大的衝程，如採用槓桿式勁度可控質量阻尼器(LSCMD)系統，可以半主動模式改善其被動模式之衝程需求。LSCMD利用改變槓桿支點調整質量阻尼器的勁度，提升其減振效能。不同的半主動控制律影響槓桿支點的變化方式，目前已經有線性二次調諧(LQR)和最小能量法(LEM)控制律應用於LSCMD系統，並已經實驗驗證其控制成效。上述的控制律的設計均需要精確的數學模型，並根據性能指標最佳化，才能進行最佳化控制設計。為簡化控制律的推演，本文採用模糊控制研發新的控制律，利用模糊控制貼近人類思考的特性，對回饋數據與欲控制之目標採定性處理，進而找到貼近真實世界的控制律。藉由探討LSCMD勁度力遲滯圈和控制律模型的關係，並且由LQR與LEM的實驗資料，重建出控制律模型。參考重建模型和遲滯圈概念，設計出三種不同特色之模糊控制律。根據模擬顯示，模糊控制律具有非常好的控制成效，除了抑制LSCMD的衝程外，也可稍微降低隔震層反應。在抑制衝程的目的下，模糊控制比LQR更佳。而相較於LEM，其控制成效接近，但模糊控制律整體反應更低，適應性與方便性更高。最後經實驗驗證得知，數值模擬非常接近真實結果，證明模糊控制律之有效性。

Date of Award	2015 Aug 27
Original language	Chinese
Supervisor	Shih-Yu Chu (Supervisor)