Geri Dön

Vibration control of a structure with active mass systems

Bir yapının aktif kütle sistemleri ile titreşim kontrolü

  1. Tez No: 754601
  2. Yazar: RAFET CAN ÜMÜTLÜ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 168

Özet

İnsan hayatını ve yapıların yapısal bütünlüğünü tehlikeye atan güçlü deprem kaynaklı titreşimler ile gökdelenlerin rüzgar kaynaklı titreşimleri, genliği azaltılmaya çalışılan binalardaki titreşimlere örnektir. Literatürde ve tam ölçekli uygulamalarda yapısal titreşimleri sönümlemek amacı ile aktif kütle damper sistemleri uygulamaları ile sıklıkla karşılaşılmaktadır. Bu tez kapsamında çok katlı yapıların başta deprem kaynaklı titreşimleri olmak üzere titreşim genliklerini düşürmek amacı ile ATMD sistemler için kontrolcü tasarımı üzerine odaklanılmıştır. Lyapunov tabanlı kararlılık analizi ile ilk olarak yapının daha sonra ise hem yapının hem kontrol kütlesinin kararlılığı garanti altına alınmıştır. Bir tam durum geri besleme kontrol yöntemi olan uyarlanabilir gürbüz geriadımlamalı kontrolcü, yeni doğrusal regresyon temelli bir tasarım ile zenginleştirilmiştir. Bu sayede tasarlanan kontrolcü, daha az sensör verisi kullanarak kontrol amacına ulaşmaktadır. Lyapunov tabanlı kontrolcü tasarımlarında yapı parametreleri kontrolcü tasarımında kullanılmamıştır ve bilinmeyen yapısal parametreler uyarlamalı telafi terimleri kullanılarak telafi edilmiştir. Daha sonra, doğrusal olmayan bozucu etkiye maruz kalan ve doğrusal olmayan bir yapı modeli için Lyapunov tabanlı kontrolcü tasarlanarak yapının kararlılığı kontrol amacına ulaşırken garanti edilmiştir. Son olarak yapının doğal frekansını baz alan bir kontrolcü tasarımı kontrolcü kütle hareket aralığı sınırlayıcı bir kontrol yapısı ile güçlendirilmiştir. Sonuç olarak, bu tez mühendislik yapılarında meydana gelen titreşimlerin aktif kütle sistemleri ile bilinmeyen yapı parametreleri telafi edilerek kontrol edilebileceğini teorik olarak kanıtlamıştır. Kontrol amacına ulaşırken bütün pozitif kontrol kazançları için yapının kararlılığı Lyapunov tabanlı kararlılık analizi ile garanti altına alınmıştır.

Özet (Çeviri)

Strong earthquake-induced vibrations that endanger human life and the structural integrity of structures as well as wind-induced vibrations of skyscrapers are examples of vibrations in buildings whose amplitudes aimed to be decreased. In order to reduce these types of structural vibrations, active mass damper systems are often used in literature and full-scale applications. In this thesis, the focus is on controller design for ATMD systems in order to reduce the vibration of multi-story buildings, especially earthquake-induced vibrations. Stability of the structure and control mass is guaranteed by Lyapunov-based stability analysis. Robust adaptive backstepping controller, which is a full state feedback control method, is enriched with a new linear regression based design. In this way, the designed controller achieves its control purpose by using fewer sensors feedback. In Lyapunov-based controller designs within the scope of this thesis, the structural parameters are not used and the unknown structural parameters are compensated using adaptive compensation terms. Afterward, a Lyapunov-based controller is designed for a nonlinear structure model that is exposed to nonlinear disturbances and the stability of the structure is ensured while achieving the control purpose. Finally, a controller design based on the natural frequency of the structure has been strengthened with a control structure that limits the range of motion of the controller. As a result, this thesis theoretically proved that vibrations occurring in engineering structures can be controlled by compensating for unknown structural parameters with active mass systems. Stability of the structure for all positive control gains while achieving the control objective is guaranteed by Lyapunov-based stability analysis.

Benzer Tezler

  1. Deprem etkisindeki yapıların aktif kontrolü

    Active control of structures under seismic excitation

    BEKİR BORA GÖZÜKIZIL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. NECMETTİN GÜNDÜZ

  2. Deprem etkisindeki yapılarda aktif ve pasif kontrol sistemlerinin uygulanması

    Başlık çevirisi yok

    BARIŞ SARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ

  3. Deprem etkisindeki yapıların aktif kütle sönümleyici ve aktif kiriş kontrol sistemleri ile korunması

    Active mass damper and active tendon control for earthquake excited structures

    MUSTAFA MELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ

  4. Yapısal kontrol sistemleri ve sıvı sönümleyicilerin yapılarda kullanımı

    Structural control systems and the use of liquid dampers on the structures

    ERSAN SANSARCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ

  5. Aktif ve pasif yapı kontrolü

    Active and passive structural control systems

    ÖZGÜL ZOBU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ