الگوریتم رقابت استعماری

دانلود پایان نامه

Q و R ماتریسهای نیمه معین مثبت میباشند که جهت بدست آوردن عملکرد مطلوب انتخاب میشوند [4].
کنترل کننده فازی عصبی
سیستم استنتاج فازی عصبی یا انفیس ، روشی است که با استفاده از مجموعه اطلاعات ورودی/خروجی یک سیستم استنتاج فازی میسازد که پارامترهای تابع عضویت آن به روش پس انتشار خطا و یا ترکیبی از روش پس انتشار همراه با تخمین حداقل مربعات در جهت حداقل کردن خطای مجموع مربعات تفاضل بین مقدار واقعی و مقدار مطلوب، تعدیل میشوند. در واقع انفیس روشی برای روند مدل سازی فازی به منظور آموزش اطلاعات یک مجموعه مهیا میکند تا پارامترهای تابع عضویت به گونهای در نظر گرفته شوند که سیستم استنتاج فازی بهترین نگاشت بین اطلاعات ورودی و خروجی باشد.
در این روش برای تولید دادههای آموزشی، ابتدا سازه تحت ارتعاش تابع تصادفی قرار گرفته و سپس با استفاده از الگوریتم کنترل LQR ولتاژ بهینه اعمالی به میراگر محاسبه میشود. در این مرحله 10000 داده آموزشی تولید شده که 70% آن به عنوان داده آموزشی و 30% دادهها به عنوان دادههای بررسی در نظر گرفته میشوند. خروجی انفیس ولتاژ اعمالی به میراگر است و به منظور انتخاب ورودیها، ابتدا دو ورودی از ترکیبات مختلف پاسخهای سازه انتخاب شده و برای هر یک خطاهای بررسی و آموزش با 30 دور تکرار به ازای تعداد توابع عضویت مختلف محاسبه میشود. سپس بهترین ترکیب با حداقل پیچیدگی و خطای بررسی انتخاب میشود. به منظور کاهش خطا، ترکیب بدست آمده به ازای ورودی سوم با تعداد توابع عضویت متفاوت بررسی شده و نهایتاً بهترین ترکیب به عنوان ورودی در نظر گرفته میشود. شکل (7-3)، فلوچارت مربوط به نحوه ساخت کنترل کننده انفیس را نشان میدهد.
شکل ‏73- فلوچارت ساخت کنترل کننده فازی بهینه
کنترل کننده فازی بهینه
برای طراحی یک کنترل کننده فازی، دو قسمت اصلی باید مشخص شود. الف) ساختار شامل متغیرهای ورودی و خروجی، تعداد و نوع توابع عضویت، مکانیزم استنتاج ،عملگرها و روش نافازی سازی ب) پارامترها شامل پارامترهای مرتبط با توابع عضویت و قوانین. در اکثر موارد ساختار و پارامترها به وسیله دانسته های یک فرد خبره مشخص میشود. ولی در هر صورت با استفاده از دادههای یک انسان خبره نمی توان یک سیستم بهینه را انتظار داشت. اغلب یک سیستم آنقدر اصلاح می گردد تا حالت بهینه بدست آید [67].
به منظور ساخت کنترل کننده فازی، در مرحله اول سیستم فازی با استفاده از دو ورودی فیدبک شده از پاسخهای سازه مرتعش و یک خروجی ولتاژ طرح ریزی میشود. این دو ورودی بر اساس نتایج بدست آمده از کنترل کننده فازی-عصبی انتخاب میگردند. هر ورودی و خروجی به ترتیب دارای 5 و 3 تابع عضویت گوسی هستند. هر ورودی و خروجی با پیش ضرب کردن، ضریب مقیاس مربوط به آن به ترتیب در بازه [1و1-] و [1و0] نرمالیزه میگردند. لازم به ذکر است ضریب مقیاس خروجی برابر با حداکثر ولتاژ قابل اعمال به میراگر مغناطیسی در نظر گرفته میشود. همچنین از روش استنتاج ماکزیمم –حاصل ضرب به منظور ترکیب قوانین فازی و از روش مرکز ثقل جهت نافازی سازی استفاده شده است.
مرحله دوم ساخت کنترل کننده فازی بهینه با استفاده از ترکیب سیستم فازی ساخته شده در مرحله اول و الگوریتم رقابت استعماری است. شکل (7-4). در این مرحله ابتدا سازه تحت ارتعاش پایه تصادفی به مدت 10 ثانیه و گامهای زمانی 005/0ثانیه قرار گرفته و سپس پارامترهای ضرایب مقیاس ورودیها، توابع عضویت، قوانین و ضرایب وزنی قوانین در جهت حداقل کردن مجذور مربعات تغییرمکان طبقه فوقانی سازه، با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری بهینه میگردند.
شکل ‏74- نحوه ترکیب الگوریتم رقابت استعماری و سیستم فازی
شکل (7-5)، فلوچارت مربوط به نحوه ساخت کنترل کننده فازی بهینه را نشان میدهد.
شکل ‏75- فلوچارت ساخت کنترل کننده فازی بهینه
مجموعه معیارهای عملکردی
مجموعه معیارهای عملکردی مورد استفاده در جدول (7-4) تعریف شده است. تغییر مکان، تغییر مکان نسبی، شتاب و جرم طبقه i ام و برش پایه در حالت کنترل نشده میباشند [].
جدول ‏74-مجموعه معیارهای عملکرد
Level displacement
Normed level displacement
Interstory drift ratio
Normed interstory drift ratio
Level acceleration
Normed level acceleration
Base shear

مطلب مشابه :  ارزیابی شخصیت، عوامل محیطی، عامل انسانی