Deprem etkisi altında bulunan narin yapıların dinamik modellenmesi ve kontrolü

Bu çalışmada, sismik zorlamaya maruz kalan bir yapının dinamik modeli oluşturularak kontrolü yapılmıştır. Elemanlarının standart yay ve sönüm sabitlerine sahip olduğu varsayılan bir yapıya, sismik zorlamadan meydana gelen titreşimleri bastırmak için, Model Kestirimci Kontrol (MKK) uygulanmıştır. Kontrol cihazı olarak, hidrolik tahrik elemanı kullanılmıştır. İncelenen sistemlerde, yapılara eden kuvvetler ve kontrol kuvvetlerinin nerede, nasıl uygulandığı serbest cisim diyagramlarında gösterilmiş, yapının hareket denklemlerinin içerisine, yapıya uygulanacak olan kontrol kuvvetini meydana getiren hidrolik tahrik elemanının dinamiği de eklenmiştir. Sistemlerin hareket denklemleri elde edildikten sonra bunların yardımıyla sistemlere ait durum-uzay modelleri elde edilmiştir. Sürekti zamanda elde edilen sistemin durum-uzay modeli ayrık zamana dönüştürülmüştür. Daha sonra bu sistemlere MKK kontrol uygulanmıştır. Bu kontrolün etkinliğini görmek amacıyla, ayrıca, İkinci Dereceden Doğrusal Düzenleyici (LQR) metot da uygulanmıştır ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Daha önce meydana gelmiş olan bir deprem verilerinin kullanıldığı bu çalışmada, örnek yapının hareket denklemleri çözülmüş ve simülasyonu yapılmış, kontrollü ve kontrolsüz durumlardaki sonuçlar tablo ve grafik olarak sunulmuştur.

In this study, dynamic model and control of elastic structures under seismic excitation is presented. Model Predictive Control (MPC) is applied to the structure, components of which are assumed that they have standard stifihess and damping coefficient, to suppress seismical vibration. A hydraulic actuator is used as the control device. Dynamic of the actuators to create the control force to be applied to the structure, involved in the equation of motion of the controlled structure. The equation of motion of the system obtained in state-space model in continuous time is converted to discrete time. Then, Model Predictive Control (MPC) is applied to the structure. Linear Quadratic Regulator (LQR) is also designed for the structure applied MPC to verify effectiveness of MPC. The obtained results are compared with each other. The equation of motion of a real building model structure is solved and simulated by using the data of a known earthquake having occurred ago. Numerical simulations and vibration results of the MPC and (Linear Quadratic Regulator) LQR controlled and uncontrolled structure are presented in the form of graphics and tables.