1 |
[en] HYBRID CONTROL FOR REDUCING BUILDING VIBRATIONS / [pt] CONTROLE HÍBRIDO PARA ATENUAÇÃO DE VIBRAÇÕES EM EDIFÍCIOSSUZANA MOREIRA AVILA BENEVELI 01 November 2002 (has links)
[pt] No presente trabalho estuda-se a aplicação do controle
estrutural na proteção de estruturas submetidas a
carregamentos dinâmicos contra níveis de vibração
indesejáveis que possam causar desconforto e, até mesmo,
comprometer a segurança e integridade da edificação. Os
três tipos de controle estrutural, passivo, ativo e
híbrido, são analisados de forma a evidenciar as vantagens
do uso do controle híbrido. O mecanismo de controle
utilizado é o denominado amortecedor de massa sintonizado
(AMS), devido à sua vasta aplicação na Engenharia Civil,
tendo uma grande quantidade sido instalada em edifícios,
pontes e chaminés industriais para controle de vibrações
causadas pelo vento. Verifica-se a influência da não-
linearidade da rigidez do AMS no comportamento do sistema
principal. A utilização de amortecedores de massa
sintonizados múltiplos é também estudada como uma forma de
vencer certas limitações quanto à robustez deste tipo de
sistema e melhorar sua performance. Analisa-se por fim o
comportamento e eficiência do amortecedor de massa híbrido
(AMH), em relação ao AMS passivo. Para cálculo da força de
controle são utilizados os seguintes algoritmos: controle
ótimo linear clássico, controle ótimo instantâneo e controle
ótimo não-linear. Uma estratégia para definição das
matrizes de ponderação, utilizadas no algoritmo de controle
ótimo instantâneo, que minimizem a amplitude da resposta
harmônica permanente é apresentada. Exemplos numéricos são
apresentados ao longo de todo o trabalho. Verifica-se que a
utilização do controle híbrido é mais eficiente que os
controles passivo e ativo isolados, requerendo forças de
magnitude inferiores, o que reduz bastante o custo deste
tipo de sistema. O sistema de controle híbrido se mostrou
eficiente na redução de vibrações causadas por
carregamentos cujas freqüências eram diversas das
consideradas no projeto do sistema de controle passivo.
Verificou-se, ainda que o mesmo se comportou de forma
satisfatória no caso de discrepância na freqüência natural
da estrutura. / [en] In this work the use of structural control is studied to
protect dynamically loaded building structures against
undesirable vibration levels, which can cause human
discomfort and, even more, compromise the building safety
and integrity. The three types of structural control,
passive, ative and hybrid, are analysed to show the
advantages of hybrid control in reducing undesirable
vibration levels. The chosen control mechanism is the so
called tuned mass damper (TMD), due to its large
application in Civil Engineering, having a great number of
these devices been installed in buildings, bridges and
industrial chimneys to control structural vibrations
induced by wind loads. It is also verified the influence of
TMD non linear stiffness on the main system behaviour. The
use of multiple tuned mass dampers is studied as a possible
way of improving the TMD robustness and performance. The
hybrid mass damper (HMD) behaviour and efficiency
comparing to the passive mass damper is analysed in detail.
To calculate the control force the following control
algorithms are used: classical optimum linear control,
instantaneous optimum control and non-linear optimum
control. A strategy to define the weighting matrices used
in the instantaneous optimum control algorithm that
minimizes the harmonic response amplitude is presented.
Several numerical examples are presented aalong the work.
The results show that the hybrid control is more efficient
that the passive or active control used separately,
requiring smaller forces reducing in this way the cost of
the control system. The hybrid control system showed to be
more efficient in reducing vibrations caused by loadings
which had different frequencies from that considered on the
passive control design. Moreover it was shown that hybrid
control has a satisfactory perfomance when discrepancies in
natural frequency occur.
|
2 |
[en] COMPUTED-TORQUE CONTROL OF A SIMULATED BIPEDAL ROBOT WITH LOCOMOTION BY REINFORCEMENT LEARNING / [pt] CONTROLE POR TORQUE COMPUTADO DE UM ROBÔ BÍPEDE SIMULADO COM LOCOMOÇÃO VIA APRENDIZADO POR REFORÇOCARLOS MAGNO CATHARINO OLSSON VALLE 27 October 2016 (has links)
[pt] Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um controle híbrido de um robô do tipo humanoide Atlas em regime de locomoção estática para a frente. Nos experimentos faz-se uso do ambiente de simulação Gazebo, que permite uma modelagem precisa do robô. O sistema desenvolvido é composto pela modelagem da mecânica do robô, incluindo as equações da dinâmica que permitem o controle das juntas por torque computado, e pela determinação das posições que as juntas devem assumir. Isto é realizado por agentes que utilizam o algoritmo de aprendizado por reforço Q-Learning aproximado para planejar a locomoção do robô. A definição do espaço de estados, que compõe cada agente, difere da cartesiana tradicional e é baseada no conceito de pontos cardeais para estabelecer as direções a serem seguidas até o objetivo e para evitar obstáculos. Esta definição permite o uso de um ambiente simulado reduzido para treinamento, fornecendo aos agentes um conhecimento prévio à aplicação no ambiente real e facilitando, em consequência, a convergência para uma ação dita ótima em poucas iterações. Utilizam-se, no total, três agentes: um para controlar o deslocamento do centro de massa enquanto as duas pernas estão apoiadas ao chão, e outros dois para manter o centro de massa dentro de uma área de tolerância de cada um dos pés na situação em que o robô estiver apoiado com apenas um dos pés no chão. O controle híbrido foi também concebido para reduzir as chances de queda do robô durante a caminhada mediante o uso de uma série de restrições, tanto pelo aprendizado por reforço como pelo modelo da cinemática do robô. A abordagem proposta permite um treinamento eficiente em poucas iterações, produz bons resultados e assegura a integridade do robô. / [en] This dissertation presents the development of a hybrid control for an Atlas humanoid robot moving forward in a static locomotion regime. The Gazebo simulation environment used in the experiments allows a precise modeling of the robot. The developed system consists of the robot mechanics modeling, including dynamical equations that allow the control of joints by computed-torque and the determination of positions the joints should take. This is accomplished by agents that make use of the approximate Q-Learning reinforcement learning algorithm to plan the robot s locomotion. The definition of the state space that makes up each agent differs from the traditional cartesian one and is based on the concept of cardinal points to establish the directions to be followed to the goal and avoid obstacles. This allows the use of a reduced simulated environment for training, providing the agents with prior knowledge to the application in a real environment and facilitating, as a result, convergence to a so-called optimal action in few iterations. Three agents are used: one to control the center of mass displacement when the two legs are poised on the floor and other two for keeping the center of mass within a tolerance range of each of the legs when only one foot is on the ground. In order to reduce the chance of the robot falling down while walking the hybrid control employs a number of constraints, both in the reinforcement learning part and in the robot kinematics model. The proposed approach allows an effective training in few iterations, achieves good results and ensures the integrity of the robot.
|
Page generated in 0.0242 seconds