(Luận án tiến sĩ) Ứng dụng lý thuyết mờ và đại số gia tử trong điều khiển dao động kết cấu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN QUÝ CAO

ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT MỜ VÀ ĐẠI SỐ GIA TỬ
TRONG ĐIỀU KHIỂN DAO ĐỘNG KẾT CẤU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC

Hà Nội – 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRẦN QUÝ CAO

ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT MỜ VÀ ĐẠI SỐ GIA TỬ
TRONG ĐIỀU KHIỂN DAO ĐỘNG KẾT CẤU
Ngành: Cơ học
Mã số: 9440109

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CƠ HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. BÙI HẢI LÊ
TS. BÙI VĂN BÌNH

Hà Nội – 2021

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn
khoa học của PGS.TS Bùi Hải Lê và TS. Bùi Văn Bình. Các số liệu, kết quả trong
luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Hà Nội, ngày
NGƯỜI HƯỚNG DẪN

PGS.TS. Bùi Hải Lê

tháng

năm 2021

NGHIÊN CỨU SINH

TS. Bùi Văn Bình

i

Trần Quý Cao


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến hai thầy hướng dẫn :
PGS.TS. Bùi Hải Lê – Viện Cơ Khí – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và TS.
Bùi Văn Bình – Khoa Cơ khí – Trường Đại học Điện lực. Các thầy đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ, tạo điều kiện và động viên tơi trong suốt q trình học
tập, nghiên cứu và hồn thành luận án.
Tơi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thành viên khác trong nhóm

nghiên cứu, đồng nghiệp, bạn bè đã giúp đỡ trong suốt thời gian tôi thực hiện luận
án.
Tôi chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô Bộ môn Cơ học vật liệu và kết
cấu, Viện Cơ khí, Viện đào tạo Sau đại học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã
tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ và hướng dẫn trong suốt thời gian tôi nghiên cứu tại
trường.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến các thành viên trong gia
đình đã thơng cảm, tạo điều kiện và chia sẻ những khó khăn trong suốt quá trình
học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án.
Hà Nội, ngày
tháng năm 2021
NGHIÊN CỨU SINH

Trần Quý Cao

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................ii
MỤC LỤC ........................................................................................................... iii
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................. vi
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................. ix
DANH MỤC BẢNG.......................................................................................... xiii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 5
1.1. Tóm lược về dao động kết cấu ............................................................................. 5
1.2. Các phương pháp làm giảm dao động có hại của kết cấu................................. 6
1.3. Điều khiển chủ động dao động kết cấu ............................................................... 7
1.3.1.

Khái niệm .......................................................................................................... 7

1.3.2.

Máy kích động và các phương thức điều khiển chủ động ............................ 8

1.3.2.1. Các loại máy kích động .................................................................................... 8
1.3.2.2. Các phương thức điều khiển ........................................................................... 9
1.3.3.

Phương trình trạng thái điều khiển chủ động kết cấu ................................ 10

1.4. Tình hình nghiên cứu và một số nhận xét ........................................................ 11
1.4.1.

Điều khiển chủ động kết cấu ......................................................................... 11

1.4.2.

Điều khiển dao động kết cấu sử dụng lý thuyết mờ .................................... 15

1.4.3.

Điều khiển sử dụng lý thuyết đại số gia tử ................................................... 21

1.5. Đề suất nội dung nghiên cứu của luận án ......................................................... 22
1.6. Kết luận chương .................................................................................................. 22
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................... 23
2.1. Dao động của hệ rời rạc nhiều bậc tự do .......................................................... 23

2.2. Phương pháp điều khiển dựa trên lý thuyết mờ .............................................. 29
2.2.1.

Các khái niệm ................................................................................................. 29

2.2.1.1. Tập mờ ............................................................................................................. 29
2.2.1.2. Các phép toán trên tập mờ ............................................................................ 30
2.2.1.3. Hợp thành mờ ................................................................................................. 30
2.2.1.4. Giải mờ ............................................................................................................ 31
2.2.1.5. Biến ngôn ngữ ................................................................................................. 31
2.2.2.

Bộ điều khiển chủ động kết cấu dựa trên lý thuyết mờ .............................. 32

iii


2.2.2.1. Mờ hóa ............................................................................................................. 32
2.2.2.2. Cơ sở luật mờ .................................................................................................. 33
2.2.2.3. Hợp thành mờ ................................................................................................. 34
2.2.2.4. Giải mờ ............................................................................................................ 35
2.2.3. Nhận xét về bộ điều khiển mờ truyền thống ................................................... 35
2.3. Điều khiển dựa trên lý thuyết đại số gia tử ...................................................... 36
2.3.1.

Giới thiệu ......................................................................................................... 36

2.3.2.

Ý tưởng và các công thức cơ bản của HA .................................................... 36

2.3.2.1. Sơ đồ điều khiển ............................................................................................. 38
2.3.2.2. Chuẩn hóa và giải chuẩn................................................................................ 39
2.3.2.3. Cơ sở luật HA ................................................................................................. 40
2.3.2.4. Hợp thành HA ................................................................................................ 40
2.4. Giới thiệu tối ưu và tối ưu đa mục tiêu ............................................................. 42
2.4.1.

Bài toán tối ưu ................................................................................................. 42

2.4.1.1. Khái niệm bài toán tối ưu .............................................................................. 42
2.4.1.2. Phân loại bài toán tối ưu ................................................................................ 42
2.4.2.

Các dạng bài toán tối ưu kết cấu................................................................... 43

2.4.2.1. Bài toán tối ưu tiết diện ngang ...................................................................... 43
2.4.2.2. Bài toán tối ưu cấu trúc ................................................................................. 44
2.4.2.3. Bài toán tối ưu tổng chi phí ........................................................................... 44
2.4.3.

Bài tốn tối ưu đa mục tiêu............................................................................ 45

2.5. Kết luận chương .................................................................................................. 46
Chương 3: THIẾT KẾ TỐI ƯU BỘ ĐIỀU KHIỂN HAC .............................. 47
3.1. Ảnh hưởng của các tham số mờ của các biến đến hiệu quả điều khiển của
HAC ................................................................................................................. 47
3.1.1.

Xét trường hợp tham số độc lập fm(c) = 0.5 và (h) = 0.5 ....................... 47

3.1.2.

Xét trường hợp các tham số độc lập fm(c-) = 0.3 và (h-) = 0.7 .................. 49

3.1.3. Xét trường hợp tham số độc lập fm(c) = 0.4 và (h) = 0.6 ........................ 52
3.2. Tối ưu tham số mờ của các biến ngôn ngữ của bộ điều khiển dựa trên đại
số gia tử. ........................................................................................................... 55
3.3. Thiết kế tối ưu các hệ số điều chỉnh của luật điều khiển của HAC................ 56
3.4. Thuật tốn và chương trình tính ....................................................................... 59

iv


3.5. Kết luận chương .................................................................................................. 60
Chương 4: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN SỐ........................................................... 61
4.1. Thiết kế tối ưu HAC dựa trên tham số mờ của các biến................................. 61
4.1.1.

Mơ hình khảo sát ............................................................................................ 61

4.1.2.

Các thông số của bộ điều khiển HAC ........................................................... 63

4.1.3.

Các thông số của bộ điều khiển opHACs ..................................................... 64

4.2. Thiết kế tối ưu HAC dựa trên hệ số điều chỉnh của các luật điều khiển ....... 77

4.2.1.

Mơ hình dầm cơng xơn ................................................................................... 77

4.2.2.

Mơ hình tịa nhà 3 tầng .................................................................................. 83

4.3. Các kết quả mơ phỏng khác ............................................................................... 90
4.3.1.

Bài tồn rời rạc 1 bậc tự do ........................................................................... 90

4.3.1.1. Điều khiển tối ưu HAC dựa trên khoảng xác định của các biến trạng
thái ................................................................................................................... 91
4.3.1.2. Điều khiển tối ưu đa mục tiêu tham số mờ của HAC ................................. 93
4.3.2.

Bài toán rời rạc 5 bậc tự do ........................................................................... 95

4.3.3.

Điều khiển kết cấu khung không gian dựa trên HAC với sự trợ giúp
của phần mềm ANSYS ................................................................................... 98

4.3.4.

Khảo sát ảnh hưởng của trọng số luật mờ đến hiệu quả điều khiển dao
động của con lắc ............................................................................................ 101

4.3.4.1. Đối tượng khảo sát ....................................................................................... 101
4.3.4.2. Mô phỏng số .................................................................................................. 103
4.4. Kết luận chương ................................................................................................ 107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 108
KẾT LUẬN ........................................................................................................ 108
KIẾN NGHỊ....................................................................................................... 108
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ....................................... 109
CỦA LUẬN ÁN ................................................................................................. 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 110

v


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ABS
AMD

Hệ thống giằng chủ động
Thiết bị giảm chấn chủ động

CPU time
DOF
FAM
FC
GA
HA
HAC
KĐK
ĐK

Thời gian tính tốn
Degree of Freedom
Fuzzy Associative Memory
Bộ điều khiển mờ thơng thường
Thuật toán di truyền - Genetic Algorithm
Đại số gia tử - Hedge Algebras
Bộ điều khiển mờ dựa trên đại số gia tử - Hedge
Algebras Control
Không điều khiển
Điều khiển

LQG
LQR
m

Liner Quadratic Gaussian
Liner Quadratic Regulator
Số vòng lặp điều khiển

MBBC
Mup, Mlow

Modified Bang-Bang Controller
Giá trị ranh giới của miền tham chiếu của các biến trong
miền SQM

opHAC
opHACi_El

Bộ điều khiển tối ưu dựa trên lý thuyết đại số gia tử

Bộ điều khiển tối ưu mờ dựa trên đại số gia tử sử dụng
dữ liệu huấn luyện từ trận động đất ElCentro
Bộ điều khiển tối ưu mờ dựa trên đại số gia tử sử dụng
dữ liệu huấn luyện từ trận động đất ở Imperial
Bộ điều khiển tối ưu mờ dựa trên đại số gia tử sử dụng
dữ liệu huấn luyện từ trận động đất ở Northridge

opHACi_Im
opHACi_No

SSMC

Tối ưu hóa bầy đàn
Semantic Associative Memory
Ánh xạ ngữ nghĩa định lượng - Semantically Quantifying
Mapping
Saturated sliding mode controller

SQS

Mặt ngữ nghĩa định lượng hay mặt luật

C
F1

Tập hợp các hằng số cụ thể
Chuyển vị tầng dưới cùng

F2

Gia tốc tuyệt đối tầng trên cùng

F3

Lực điều khiển trung bình

PSO
SAM
SQM

vi




Giá trị ánh xạ ngữ nghĩa định lượng

umax

Giới hạn của máy kích động

t

Kích thước bước thời gian

AX

Cấu trúc đại số gia tử của một biến ngôn ngữ với tập
hợp từ X của nó
Tập gia tử

Tập gia tử âm
Tập gia tử dương
Gia tử âm
Ánh xạ chuẩn hóa

H
H−
H+
h−
gx
gx 1
G
 (h  )

Ánh xạ giải chuẩn hóa
Tập hợp các điều khoản chính
Độ đo tính mờ của h-

x0

Rất
Hơi – Little
Dương - Positive
Âm – Negative
Hơi âm - Little Negative
Rất âm – Very Negative
Hơi dương - Little Positive
Rất dương – Very Positive
Gia tốc nền

xamax

Gia tốc tuyệt đối cao nhất trong phản hồi khơng kiểm

xai (t )

sốt
Gia tốc tuyệt đối của tầng thứ i trong phản ứng có kiểm

c0

sốt
Giá trị biên của miền tham chiếu của biến điều khiển

ci

Hệ số cản của tầng thứ i

ki
mi

Độ cứng của tầng thứ i
Khối lượng của tầng thứ i

c

{U }, u

Tập hợp các phần tử sinh âm
Tập hợp các phần tử sinh dương

Véc tơ bậc tự do của cơ cấu
Véc tơ hệ số cho gia tốc nền
Vectơ hệ số cho gia tốc mặt đất của trận động đất
Vectơ lực điều khiển

fm(c  )

Độ đo tính mờ của c−

V
L
Po
Ne
LNe
VNe
LPo
VPo



c
{x}
 

{ }

vii


di (t )

Chuyển vị của tầng thứ i trong trường hợp được điều

d max

khiển
Chuyển vị lớn nhất trong trường hợp không được điều

a0 , b0

khiển
Giá trị biên của miền tham chiếu của các biến trạng thái

1 , 2

Các hằng số tích phân trong thuật tốn Newmark

[a, b]
T
X
[K]
[M]
[C ]
 

Miền tham chiếu của một biến ngôn ngữ
Tổng thời gian mô phỏng
Tập hợp từ của một biến ngôn ngữ
Ma trận độ cứng kết cấu
Ma trận khối lượng

Ma trận cản kết cấu
Ma trận vị trí của các giằng chủ động

viii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Các phương pháp điều khiển dao động kết cấu ........................................... 7
Hình 1.2 Phương thức điều khiển thứ 1 ..................................................................... 9
Hình 1.3 Phương thức điều khiển thứ 2 ................................................................... 10
Hình 1.4 Phương thức điều khiển thứ 3 ................................................................... 10
Hình 1.5 Tịa nhà Kyobashi Seiwa và thiết bị AMD................................................ 12
Hình 1.6 Thiết bị AMD chính và AMD phụ ............................................................ 12
Hình 1.7 Sơ đồ cấu tạo của AMD ............................................................................ 13
Hình 1.8 Tháp truyền hình Nanjing, AMD dạng đai và máy kích động .................. 13
Hình 1.9 AMD lắp tại tháp truyền hình Nanjing ...................................................... 14
Hình 1.10 Biến thiết kế khi tối ưu dạng của hàm thuộc tam giác ............................ 18
Hình 1.11 Tối ưu hóa hệ luật .................................................................................... 20
Hình 2.1 Các cấu trúc tịa nhà thơng minh có điều khiển chủ động: (a) giằng chủ
động và (b) bộ giảm chấn khối chủ động .................................................. 23
Hình 2.2 Mơ hình và sơ đồ thân tự do cho các kết cấu có điều khiển giằng chủ động
................................................................................................................... 24
Hình 2.3 Mơ hình và sơ đồ thân tự do cho các cấu trúc với AMD .......................... 27
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của FC tỉ lệ - vi phân. .................................... 32
Hình 2.5 Mờ hóa chuyển vị xi . ................................................................................ 33
Hình 2.6 Mờ hóa vận tốc xi . .................................................................................... 33
Hình 2.7 Mờ hóa biến điều khiển ui. ........................................................................ 33
Hình 2.8 Ví dụ về mờ hóa khơng đảm bảo thứ tự ngữ nghĩa. .................................. 35
Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của HAC tỉ lệ - vi phân.................................. 39
Hình 2.10 Chuẩn hóa ................................................................................................ 40

Hình 2.11 Đường cong ngữ nghĩa định lượng – phép nhân ..................................... 41
Hình 2.12 Đường cong ngữ nghĩa định lượng – phép cộng ..................................... 41
Hình 2.13 Mặt cong ngữ nghĩa định lượng .............................................................. 41
Hình 2.14 Tập giải pháp khả thi và tập Pareto ......................................................... 45
Hình 3.1. Các ánh xạ ngữ nghĩa định lượng  khi  = 0.5;  = 0.5 ........................ 48
Hình 3.2 Lưới số HA (phẳng) khi fm(c) = (h) = 0.5 ......................................... 49
Hình 3.3. Các ánh xạ ngữ nghĩa định lượng  khi  = 0.3;  = 0.7 ........................ 51

ix


Hình 3.4 Lưới số HA (khơng phẳng) với fm(c) = 0.3, (h) = 0.7 ....................... 51
Hình 3.5 Các ánh xạ ngữ nghĩa định lượng  khi  = 0.4;  = 0.6 ......................... 53
Hình 3.6 Lưới số HA (khơng phẳng) với trường hợp fm(c) = 0.4, (h) = 0.6 .... 53
Hình 3.7 Một số giá trị ngơn ngữ điển hình ............................................................. 54
Hình 3.8 Mặt cong ngữ nghĩa định lượng ................................................................ 57
Hình 3.9 Điều chỉnh các luật mờ .............................................................................. 57
Hình 3.10 Sơ đồ thuật toán điều khiển chủ động kết cấu ......................................... 60
Hình 4.1a. Mơ hình kết cấu nhà 3 tầng chịu tải gia tốc tại liên kết .......................... 61
Hình 4.1b Sơ đồ điều khiển của bộ điều khiển......................................................... 62
Hình 4.2a chuẩn hóa các biên ngơn ngữ sang SQMs ............................................... 63
Hình 4.2b Giải ngữ nghĩa biến điều khiển ............................................................... 63
Hình 4.3 SQMs tối ưu của các biến ngôn ngữ cho bộ điều khiển opHAC1_El ....... 66
Hình 4.4 SQMs tối ưu của các biến ngôn ngữ cho bộ điều khiển opHAC2_El ....... 66
Hình 4.5 SQMs tối ưu của các biến ngơn ngữ cho bộ điều khiển opHAC3_El ....... 66
Hình 4.6 Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tầng thứ nhất ................................. 67
Hình 4.7 Đáp ứng theo thời gian của gia tốc tuyệt đối tầng thứ 3 ........................... 68
Hình 4.8 Đáp ứng theo thời gian của lực điều khiển ................................................ 68
Hình 4.9 Tập Pareto giữa hàm mục tiêu F1 và F2 .................................................... 69
Hình 4.10 Tập Pareto giữa hàm mục tiêu F1 và F3 .................................................. 69

Hình 4.11 Tập Pareto giữa hàm mục tiêu F2 và F3 .................................................. 69
Hình 4.12 SQMs tối ưu của các biên ngơn ngữ bộ điều khiển opHAC4_El............ 70
Hình 4.13 Quan hệ biến thiên (%) của các hàm mục tiêu F1 , F2 và F3 ..................... 70
Hình 4.14 Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tương đối của tầng một............... 71
Hình 4.15 Đáp ứng theo thời gian của gia tốc tuyệt đối tầng 3 ................................ 71
Hình 4.16 Đáp ứng theo thời gian của lực điều khiển .............................................. 72
Hình 4.17 Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tương đối tầng 1 ......................... 72
Hình 4.18 Đáp ứng theo thời gian của gia tốc tuyệt đối tầng 3 ................................ 72
Hình 4.19 Đáp ứng theo thời gian của luật điều khiển ............................................. 73
Hình 4.20 Quan hệ biến thiên (%) của các hàm mục tiêu F1 , F2 và F3 .................... 73
Hình 4.21 Quan hệ biến thiên (%) của các hàm mục tiêu F1 , F2 và F3 ................... 74
Hình 4.22a Mơ hình dầm công xôn .......................................................................... 77

x


Hình 4.22b Tải hình xung ......................................................................................... 78
Hình 4.23 Sự phân bố hệ số điều chỉnh cho bộ điều khiển tHAC............................ 79
Hình 4.24 Đáp ứng theo thời gian của độ võng đầu tự do của dầm (mm) ............... 80
Hình 4.25 Đáp ứng theo thời gian của mơmen điều khiển (Nmm)........................... 80
Hình 4.26 Đáp ứng theo thời gian của độ võng đầu tự do của dầm, tải trọng xung
(h× 0,8) ...................................................................................................... 81
Hình 4.27 Đáp ứng theo thời gian của độ võng của đầu tự do của dầm, vận tốc ban
đầu (h× 1.2) ............................................................................................... 82
Hình 4.28 Đáp ứng theo thời gian của độ võng của đầu tự do của dầm, độ võng ban
đầu (h) ....................................................................................................... 82
Hình 4.29 Phân phối hệ số điều chỉnh cho tHAC1 (a) và tHAC2 (b) ...................... 83
Hình 4.30 Đáp ứng thời gian của chuyển vị tầng 1, gia tốc tuyệt đối ở tầng 3 và lực
điều khiển u trong trận động đất El Centro .............................................. 85
Hình 4.31 Sự thay đổi % với chỉ tiêu chuyển vị....................................................... 86

Hình 4.32 Sự thay đổi % với chỉ tiêu gia tốc tuyệt đối ............................................ 86
Hình 4.33 Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tầng 1 và gia tốc tuyệt đối tầng 3 87
Hình 4.34 Chuyển vị và gia tốc lớn nhất của các tầng trong trận động đất Northridge
................................................................................................................... 88
Hình 4.35 Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tầng 1 và gia tốc tuyệt đối tầng trên
cùng trong trận động đất Imperial Valley ................................................. 88
Hình 4.36 Chuyển vị tương đối và gia tốc tuyệt đối lớn nhất của các tầng ............. 89
Hình 4.37 Đáp ứng theo thời gian của chuyển vị tầng 1 và gia tốc tuyệt đối tầng trên
cùng trong trận động đất Imperial Valley ................................................. 89
Hình 4.38 Chuyển vị và gia tốc lớn nhất của các tầng trong trận động đất Imperial90
Hình 4.39 Mơ hình kết cấu 1 bậc tự do chịu tải gia tốc tại liên kết ......................... 90
Hình 4.40 Chuyển vị tương đối ................................................................................ 92
Hình 4.41 Gia tốc tuyệt đối ...................................................................................... 92
Hình 4.42 Lực điều khiển ......................................................................................... 92
Hình 4.43 Tập Pareto của các mục tiêu F1 và F2...................................................... 93
Hình 4.44 Chuyển vị tương đối ................................................................................ 94
Hình 4.45 Gia tốc tuyệt đối ...................................................................................... 95
Hình 4.46 Lực điều khiển ......................................................................................... 95

xi


Hình 4.47 Mơ hình nhà 5 tầng chịu tải động đất ...................................................... 96
Hình 4.48 Chuyển vị tương đối của tầng 1 theo thời gian ....................................... 96
Hình 4.49 Gia tốc tuyệt đối của tầng 5 theo thời gian .............................................. 97
Hình 4.50 Lực điều khiển theo thời gian .................................................................. 97
Hình 4.51 Chuyển vị x3 (m) trong trường hợp khơng có điều khiển ........................ 98
Hình 4.52 Chuyển vị x3 (m) trong trường hợp có điều khiển ................................... 99
Hình 4.53 Mơ hình khung khơng gian: a) Mơ hình ngun lý thực tế, b) Mơ hình
mơ phỏng ................................................................................................... 99

Hình 4.54 Chuyển vị theo phương x (mm) của đỉnh khung ................................... 100
Hình 4.55 Gia tốc tuyệt đối theo phương x (m/s2) của đỉnh khung ....................... 100
Hình 4.56 Ứng suất tương đương lớn nhất (MPa) của kết cấu .............................. 100
Hình 4.57 Mơ hình con lắc ..................................................................................... 101
Hình 4.58 Sơ đồ điều khiển .................................................................................... 101
Hình 4.59 Mờ hóa các biến ngơn ngữ .................................................................... 102
Hình 4.60 Suy luận mờ và giải mở của FC ............................................................ 102
Hình 4.61 Ảnh hưởng của trọng số a1 đối với luật 1 .............................................. 103
Hình 4.62 Ảnh hưởng của các trọng số luật đến thời gian đưa con lắc trở về vị trí
cân bằng, điều kiện đầu 1 ........................................................................ 103
Hình 4.63 Ảnh hưởng của các trọng số luật đến thời gian đưa con lắc trở về vị trí
cân bằng, điều kiện đầu 2 ........................................................................ 104
Hình 4.64 Ảnh hưởng của các trọng số luật đến thời gian đưa con lắc trở về vị trí
cân bằng, đk đầu 3 ................................................................................... 104
Hình 4.65 Ảnh hưởng của các trọng số luật đến thời gian đưa con lắc trở về vị trí
cân bằng, đk đầu 4 ................................................................................... 104
Hình 4.66 Đáp ứng của góc lệch và vận tốc góc của con lắc, điều kiện đầu 1 ...... 106
Hình 4.67 Đáp ứng của góc lệch và vận tốc góc của con lắc, điều kiện đầu 2 ...... 106
Hình 4.68 Đáp ứng của góc lệch và vận tốc góc của con lắc, điều kiện đầu 3 ...... 106
Hình 4.69 Đáp ứng của góc lệch và vận tốc góc của con lắc, điều kiện đầu 4 ...... 106

xii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng FAM. ............................................................................................... 34
Bảng 2.2 Bảng tham chiếu của các biến ................................................................... 39
Bảng 2.3. Bảng SAM ................................................................................................ 40
Bảng 3.1. Biểu diễn số của cơ sở luật HA khi fm(c) = (h) = 0.5 ...................... 48
Bảng 3.2. Biểu diễn số của cơ sở luật HA khi fm(c) = 0.3, (h) = 0.7 ............... 51

Bảng 3.3 Biểu diễn số của cơ sở luật HA khi fm(c) = 0.4, (h) = 0.6 ................ 53
Bảng 3.4. Khảo sát ảnh hưởng khi tham số mờ thay đổi ......................................... 55
Bảng 3.5 Khảo sát số ảnh hưởng của hệ số điều chỉnh đến kết quả biến đầu ra ...... 58
Bảng 4.1 Các giá trị cực đại của các phản ứng của kết cấu trong trường hợp động
đất ở El Centro .......................................................................................... 67
Bảng 4.2 So sánh thời gian CPU của các bộ điều khiển mờ truyền thống ............... 74
Bảng 4.3 So sánh giữa các bộ điều khiển mờ tối ưu trong trường hợp động đất ở
Northridge ................................................................................................. 76
Bảng 4.4 So sánh giữa các bộ điều khiển mờ tối ưu trong trường hợp động đất
Imperial Valley.......................................................................................... 76
Bảng 4.5 Giá trị lớn nhất của độ võng ở đầu tự do của dầm .................................... 81
Bảng 4.6. Kết quả mô phỏng .................................................................................... 84
Bảng 4.7 So sánh hiệu quả các bộ điều khiển .......................................................... 91
Bảng 4.8. Tỷ lệ thay đổi (%) của các mục tiêu ........................................................ 94
Bảng 4.9. Các chỉ tiêu F1 và F2 ................................................................................ 97
Bảng 4.10. Hệ luật mờ ban đầu .............................................................................. 102
Bảng 4.11 Hệ luật mờ mới 1 .................................................................................. 105
Bảng 4.12. Hệ luật mờ mới 2 ................................................................................. 105

xiii