Ppnckh Cuong

8/16/2019 Ppnckh Cuong

1/15

TTRRÖ Ö ÔÔ Ø ØNNGG ÑÑAA Ï ÏII HHOO Ï ÏCC BBAA Ù ÙCCHH KKHHOOAA TTPP.. HHCCMM

KKHHOOAA KKỸỸ TTHHUUẬẬTT XXÂÂYY DDỰ Ự NNGG CCAAOO HHOO Ï ÏCC XXAA Â ÂYY DDÖ Ö Ï ÏNNGG DDDD && CCNN

BAØI TAÄP MOÂN HOÏC

PHÖÔNG PHAÙP NGHIEÂN CÖÙUKHOA HOÏC

GVHD : GS.TS. DÖÔNG NGUYEÂN VUÕHVTH : PHAN NGOÏC CÖÔØNGMSHV : 09210187LÔÙP : XDDD&CN – K2009

Tp. Hoà Chí Minh, Thaùng 06 naêm 2010.


2/15

BÀI THU HOẠCH MÔN : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

HỌC VIÊN: PHAN NGỌC CƯỜNG MSHV: 09210187 1

MỤC LỤC

A- LITERATURE REVIEW.....................................................................................................2

I- GIỚI THIỆU ..........................................................................................................................2

II – CÁCH THỨC TÌM TÀI LIỆU LIÊN QUAN ....................................................................2

1. Key works:......................................................................................................................2

2. các tài liệu t ìm kiếm được có liên quan đến đề tài: .......................................................3

B- LITERATURE MAP ............................................................................................................5

C- ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU ................................................................................................6

I -NỘI DUNG.............................................................................................................................6

II- ĐỀ CƯƠNG:.........................................................................................................................6

CHƯƠNG I: CHƯƠNG MỞ ĐẦU........................................................................................6

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................................7

CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TOÁN: (THỂ HIỆN R Õ TRONG LUẬN VĂN) ...................10

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ, HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI............10

D- NGƯỜI HƯỚNG DẪN: .....................................................................................................11

E- TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................11


3/15



A- LITERATURE REVIEW

I- GIỚI THIỆU

Chúng ta đều biết rằng một đề tài nghiên cứu khoa học của cao học cũng như nghiên

cứu sinh thì r ất khó và phức tạp. Chính vì vậy mà một quá trình tìm hiểu, thu thập tài liệu,

đánh giá tài liệu về hướng đề tài của mình thì cực kỳ quan tr ọng và không thể thiếu cho một

đề tài luận văn thành công. Sự đánh giá và thu thập này như một tham chiếu cho người làm

đề tài trong suốt quá tr ình xây dựng thành công cho đề tài nghiên cứu của mình. Trong

nhiều trường hợp chính những bình luận, các tài liệu thu thập được lại là phần chủ yếu cốt

lõi của đề tài luận văn. Vậy với cái đề tài của mình bạn làm sao có thể tìm được tài liệu và

bình luận, nghiên cứu nó. Có r ất nhiều cách có thể tìm được tài liệu cho đề tài của bạn như

khai thác nguồn tài liệu trực tuyến, tìm tài liệu trong thư viện …. Sau đây sẽ là cách tìm tài

liệu và khai thác nó như thế nào?

II – CÁCH THỨC TÌM TÀI LIỆU LIÊN QUAN

Duới đây tr ình bày cách tìm tài liệu cho luận văn cao học của tôi mà tôi đã thực hiện.

Đề tài luận văn của tôi nghiên cứu về : “Điều khiển kết cấu chịu tải trọng động đất với hệ

cản biến thiên”. Ta dùng cách tìm tài liệu trực tuyến như sử dụng www.google.com.

www.scholar.google.com, và cách tìm tài liệu trong thư viện.

1. Key works:

- Base Isolation Systems : hệ cô lập dao động

- Viscous Fluid Dampers : hệ cản đ àn nhớt

- TMD: hệ cản điều chỉnh khối lượng

- Variable Stiffness Dampers: hệ cản độ cứng biến thiên

- MR: hệ cản lưu biến từ

- ER: hệ cản lưu biến điện

- Variable Friction Damper: hệ cản ma sát biến thiên

- New variable damping semi active device

- Avariable damping semi active device

- Semi active control algorithms with variable dampers

- Variable Damping Semi – Active (VDSA)


4/15



2. các tài liệu t ìm kiếm được có liên quan đến đề tài:

TT Tên bài báo Tác giả Năm Tóm tắt nội dung

1

A new variable

damping semiactive device for

seismic response

reduction of civil

structures

Orlando Cundumi

and Luis E.Suarez

No. 8, 2007 Tính toán giảm chấn sử

dụng thiết bị giảm chấn cócác thông số cản biến thiên

2

Numerical

investigation of

avariable damping

semi active device

for the mitigation

of the seismic

response of

adjacent structures

Orlando Cundumi

and Luis E.

Suarez

Vol. 23, No. 4,

May 2008

Nghiên cứu thiết bị giảm

chấn nhằm giảm nhẹ địa

chấn đối với các công tr ìnhlân cận

3

Semi active control

algorithms with

variable dampers

Fahim Sadek and

Bijan Mohraz

Thuật toán kiểm tra hoạt

động của hệ cản biến thiên

4

Variable dampers

for semi active

control of flexible

structures

Fahim Sadek and

Bijan Mohraz

Hệ cản treo điện tử biến

thiên cho k ết cấu mềm

5

Undergraduate

lecture notes on

LQG/LQR

Controller Design

Joao P. Hespanha April 1, 2007.

6

Điều Khiển Kết

Cấu Chịu TảiTr ọng Động Đất

Phạm Nhân Hoà Luận văn cao

học, 2006

Điều Khiển Kết Cấu Chịu

Tải Trọng Động Đất VớiHệ Cản Ma Sát Biến Thiên


5/15



Với Hệ Cản Ma

Sát Biến Thiên

7

Seicmic response

and of setback building.

Shahrooz BM,

Moehle JP

Journal of

StructureEngineering

ASCE 1990

Phản ứng với động đất đối

với công tr ình

8Modern Control

Engineering

Katsuhiko Ogata 2002

9

Dynamics and

control of structure

Leonard

Meirivitch – John

Wiley & Sons

1990 Tính toán và kiểm tra

thành phần động với kết

cấu

10Dynamics of

Structure,

Clough R. W.,

PenZien J.

New York,

NY, 1993

Động lực học kết cấu


6/15



B-

LITERATURE MAP


7/15



C- ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU

I -NỘI DUNG

CHƯƠNG 1.

CHƯƠNG MỞ ĐẦU:Tổng quan.

Nhiệm vụ của luận văn.

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

Các bài toán tổng quát trong điều khiển kết cấu.

Nguyên lý hoạt động của VDSA.

Phân tích các thông số ảnh hưởng đến VDSA. Thuật toán điều khiển.

CHƯƠNG 3. VÍ DỤ TÍNH TOÁN:

Phân tích mức độ giảm chấn của công tr ình có lắp VDSA thay đổi theo các yếu tố:

So sánh với các bài toán mẫu.

Các phổ động đất khác nhau.

CHƯƠNG 4. K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ , HƯỚNG PHÁT TRIỂN

II- ĐỀ CƯƠNG:

CHƯƠNG I: CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1. Giới thiệu chung:

K ỹ thuật điều khiển kết cấu công tr ình đã được phát triển rất mạnh trong hai thập

niên gần đây. Rất nhiều các thiết bị đã được nghiên cứu nhằm hạn chế ảnh hưởng lên công

trình của các tác nhân gây dao động như gió bão, nổ, tải trọng do xe và đặt biệt là tải trọngđộng đất… Rất nhiều nhà nghiên cứu đưa ra các loại thiết bị đã được đưa vào sử dụng trong

các công trình thực tế như: hệ cô lập dao động (Base Isolation Systems), hệ cản đàn nhớt

(Viscous Fluid Dampers), hệ cản điều chỉnh khối lượng (TMD), hệ cản độ cứng biến thiên

(Variable Stiffness Dampers), hệ cản lưu biến từ (MR), hệ cản lưu biến điện (ER), hệ cản

ma sát biến thiên (Variable Friction Damper)…

Những năm gần đây, điều khiển kết cấu công tr ình thật sự là mối quan tâm ở nước ta

sau một số dư chấn xảy ra trong thời gian qua. Một số luận văn đã nghiên cứu trước đây

như: “Khảo sát giải pháp điều khiển bị động kết cấu với hệ cản điều chỉnh khối lượng


8/15



TMD” (2002) của tác giả Nguyễn Hữu Anh Tuấn,“Khảo sát khả năng giảm chấn của thiết bị

MR DAMPER dựa tr ên lý thuyết điều khiển mờ” (2005) của tác giả Lê Văn Thắng, “Điều

khiển kết cấu chịu tải trọng động đất với hệ cản ma sát biến thiên” (2006) của tác giả Phạm

Nhân Hòa, “Điều khiển kết cấu chịu tải trọng động đất với hệ cản có độ cứng thay đổi”

(2007) của tác giả Nguyễn Quang Bảo Phúc.

2. Mục tiêu nghiên cứu:

Không nằm ngoài mục đích học hỏi nghiên cứu, tác giả mong muốn khảo sát khả

năng giảm chấn của một loại thiết bị mới góp phần nhỏ vào nghiên cứu khoa học nói chung

và l ĩnh vực điều khiển kết cấu nói riêng. Qua đó bổ sung kiến thức về điều khiển kết cấu

công trình.

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1. Mô hình hệ cản thay đổi (Variable Damping Semi – Active (VDSA))

Mô hình bao gồm hai hệ cản nhớt

(viscous fluid dampers) được lắp đặt

theo hình chữ V, hai đỉnh trên được

gắn vào sàn của tầng trên, góc dướiđược gắn bộ điều khiển thủy lực.

Bằng cách thay đổi vị trí của VDSA

sẽ đạt được trạng thái cản tức thời tối

ưu cho kết cấu.

Phương tr ình vi phân chủ đạo của hệ:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )i d s c g F t F t F t F t mx t (1.1)

Trong đó: ( ) ( )i g F t mx t

: lực quán tính

( ) ( )d s

F t C x t : lực cản

( ) ( ) s

F t kx t : lực đàn hồi

m: khối lượng của kết cấu;c

F

: lực điều khiển

Hình 1: Mô hình một bật tự do (SDOF) của VDSA


9/15



( ) x t : đáp ứng về chuyển vị của kết cấu theo thời gian được thể hiện ở Hình 2. Giả thiết

điểm dưới của VDSA là cố định theo phương ngang. Vector chuyển vị ( ) x t , vận tốc ( ) x t ,

gia tốc ( )t cùng phương với phương x.

Chuyển vị dọc theo phương của hệ cản tại thời điểm t:

( )cos ( )t t (1.2)

Hình 3 thể hiện mối liên hệ vector vận tốc ( )t của kết cấu và vector vận tốc ( )w t của

điểm dưới của VDSA. Theo hình, số hạng của lực cảnc

F

k ết hợp từ vector vận tốc

( )t

,( )w t dọc theo phương của hai hệ cản A, B. Từ đó ta có:

cos ( )( ( ) ( )sin ( )) A Ac O

F C t t w t t

cos ( )( ( ) cos ( ) ( ) sin ( )) AO

C t x t t w t t

2cos ( ) ( ) sin ( )cos ( ) ( ) A AO O

C t x t C t t w t

cos ( )( ( ) ( ) sin ( )) B Bc O F C t t w t t (1.3)

Hình 2: Biến dạng của SDOF có gắng VDSA

Hình 3: Vector vận tốc tại điểm dưới của VDSA của SDOF


10/15



cos ( )( ( ) cos ( ) ( ) sin ( )) BO

C t x t t w t t

2cos ( ) ( ) sin ( ) cos ( ) ( ) B BO O

C t x t C t t w t

Lực cản c F từ phương tr ình (1.1) sẽ đạt được như sau:

( ) A Bc c c

F t F F (1.4)

2( ) cos ( ) ( ) ( )sin ( ) cos ( ) ( ) A B A BO O O O

C C t x t C C t t w t

Theo phương tr ình (1.3), lực cản c F được tạo thành từ hai thành phần:

1 2( ) ( ) ( )

C C C F t F t F t trong đó 1C F là lực cản tự nhiên:

12( )cos ( ) ( ) A BC O O F C C t x t (1.5)

Và 2C F

là lực cản biến thiên, cũng là lực điều khiển:

2

1( )sin ( )cos ( ) ( ) ( )sin 2 ( ) ( )

2 A B A BC O O O O F C C t t w t C C t w t

(1.6)

2C F được điều khiển bằng thuật toán điều khiển, bằng cách xác định ( )w t .

Từ đó, phương tr ình (1.1) được viết lại như sau:

21

( ) ( ) cos ( ) ( ) ( ) ( ) ( )sin 2 ( ) ( )2 A B A B s O O g O O

mx t C C C t x t kx t mx t C C t w t (1.7)

Trong đó:

22

2 2cos ( )

[ ( )]

at

a H w t

;2 2

[ ( )]sin 2 ( )

[ ( )]

a H w t t

a H w t

; 2 L

a

Từ phương tr ình (1.7), khi hai hệ cản (A, B) có vị trí cố định, thì thành phần thứ hai ở vế

phải bị triệt tiêu do lúc này vector vận tốc ( )w t có hướng theo phương đứng. Lúc này

phương tr ình (1.7) được viết lại như sau:

1 11 1 2 1

2 2

00 1( ) ( ) 0( ) ( )1( ( )cos ( )( ) ( ) 1( )sin2 ( )

2 A B A B

g s O O O O

z t z t w t x t

m k m C C C t z t z t m C C t

(1.8)


11/15



Trong đó:

1( ) ( ) z t x t ; 2 ( ) ( ) z t x t

2.

Thuật toán điều khiển

Phương tr ình chuyển động của hệ nhiều bậc tự do (MDOF):

( ) ( ) ( ) ( ) g nxn nxn nxn nxn M x t C x t K x t M E x t (2.1)

Nếu kết cấu có gắng r hệ cản bán chủ động thì phương tr ình (2.1) được viết lại như sau:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) g nxn nxn nxn nxn nxr M x t C x t K x t M E x t D u t (2.2)

Trong đó:

D : là ma tr ận cản của kết cấu, r là số lượng hệ cản

( )u t : vector lực điều khiển

Để xác định vector lực điều khiển ( )u t , ta nghiên cứu thuật toán điều k hiển được phát

triển từ lý thuyết điều khiển tối ưu (the Optimal Control Theory). Cụ thể hơn, thuật toánđiều khiển dựa trên điều khiển tối ưu bình phương tuyến tính (Linear Quadratic

Regulator(LQR)) có công thức như sau:

0

( ) ( ) ( ) ( ) f t

T T J z t Qz t u t Ru t dt

Trong đó: z(t): vector tr ạng thái, u(t) vector tín hiệu điều khiển

f t : thời gian kích thích

Q , R : là hai ma tr ận tham số thiết kế điều khiển (hay còn gọi là

weighting matrix, Q :2nx2n symmetric positive semi-definite weighting matrix,

R : rxr positive definite weighting matrix

CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TOÁN: (THỂ HIỆN R Õ TRONG LUẬN VĂN) CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ, HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI


12/15



Sẽ thể hiện r õ hơn trong luận văn.

D- NGƯỜI HƯỚNG DẪN:

PGS.TS. CHU QUỐC THẮNG

GS.TS. DƯƠNG NGUYÊN VŨ

E- TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Orlando Cundumi and Luis E. Suarez, A new variable damping semi active device for

seismic response reduction of civil structures, Journal of Mechanics of Materials and

Structures, Vol. 2, No. 8, 2007

[2]. Orlando Cundumi and Luis E. Suarez, Numerical investigation of a variable

damping semi active device for the mitigation of the seismic response of adjacent

structures, Computer – Aided Civil and Infrastructure Engineering, Vol. 23, No. 4,

May 2008

[3]. Fahim Sadek and Bijan Mohraz, Semi active control algorithms with variable

dampers, Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standard and

Technology, Gaithersburg, Maryland 20899.

[4]. Fahim Sadek and Bijan Mohraz, Variable dampers for semi active control of flexible

structures, Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standard and

Technology, Gaithersburg, Maryland 20899.

[5]. Joao P. Hespanha, Undergraduate lecture notes on LQG/LQR Controller Design,

April 1, 2007.

[6]. Phạm Nhân Hoà,Điều Khiển Kết Cấu Chịu Tải Trọng Động Đất Với Hệ Cản Ma Sát

Biến Thiên,Luận văn cao học, 2006

[7]. Shahrooz BM,Seicmic response and of setback building . , Moehle JP Journalof

Structure Engineering ASCE 1990

[8]. Katsuhiko Ogata, Modern Control Engineering ,2002

[9]. Leonard Meirivitch – John Wiley & Sons , Dynamics and control of structure ,1990

[10]. Clough R. W., PenZien J. Dynamics of Structure, New York, NY, 1993


13/15



[11]. Cheng, F.Y., Generalized optimal active control algorithm for seimic-

resistant structures with active and hybrid control , International journal of Computer

Applications in technology, 13,2000.

[12]. Cheng, F.Y., Choi, C.K., and Juang, D.S., Developments of optimum design

and control of seimic structures ,in Intelligent Structures, Elsevier Science Ltd.,

London, 1990

[13]. Cheng, F.Y., Matrix Analysis of Structures Dynamics, Marcel Dekker, Inc.,

New York, 20001

[14].

Cheng, F.Y., and Pantelides ,C.P., Optimal control of seismic tructures , in

Proceedings of the Third ASCE Engineering Mechanics Confrence, 1986, American

Society of Civil Engineers, Reston, Virginia,p764.

[15]. Cheng, F.Y., and Pantelides ,C.P., Development in combining structural

optimization and optimal control for seismic and wind structures, in Critical

Engineering System, Korea Advanced Institude of Science and Technology,I,80,

Seoul, Korea, 1987

[16]. Cheng, F.Y., and Tian, P., Generalized optimal active control algorithm with

weighting matrix configuration, stability and time-delay, International Journal of

Structural Engineering and Mechanics ,1,119,1993.

[17]. Cheng, F.Y., and Tian, P., Integrated optimal control and structural

optimization , in proceedings of US-China_Japan Trilatateral Workshop on Structural

Control, Tongji University, Shanghai, China,1993,p.61.

[18]. Kleinman, D.L. On an interation technique for Ricatti equation computations,

IEEE Transactions on Automatic Control, AC-13,114,1968.

[19]. Nguyễn Quang Bảo Phúc – Luận văn cao học Bách Khoa – Điều khiển kết cấu

chịu tải trọng động đất với hệ cản có độ cứng thay đổi – 2007

[20]. Y. Ribakov, “Semi-Active predictive control of nonlinear structures with

controlled stiffness devices and friction dampers”, Structural design Tall Special

Buildings 13, 165-178, 2004.


14/15



[21]. Y. Ribakov, “Semi-Active predictive control of nonlinear structures with

controlled stiffness devices and friction dampers”, Structural design Tall Special

Buildings 13, 165-178, 2004.

[22]. P.Viola, M.Jones. Rapid object detection using a boosted cascade of simple

features.

[23]. Proc.IEEE Conf. Computer Vision and Pattern Recognition(CVPR’01), pp.

511-518, Dec 2001.

[24].

Eng-Jon Ong and Bowden. R. A Boosted Classifier Tree for Hand Shape

Detection.

[25]. Proc. IEEE Conf. Computer on Automatic Face and Gesture Recognition,

2004.

[26]. Tran-Le-Hong-Du. Phát hiện khuôn mặt con người dựa trên đặc trưng lồi

lõm. Masterthesis, University of Natural Sciences, Ho Chi Minh City, 2005.

[27]. Ming-Hsuan Yang, David J.Kriegman, Narendra Ahuja. Detecting Faces in

Image: ASurvey. IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine

Intelligence(PAMI), Vol. 24,No 1, pp. 34-47, Jan 2002

[28]. William T. Freeman, Michal Roth. Orientation Histogram for Hand

GestureRecognition. Proc. IEEE Int’l. Wkshp. On Automatic Face and Gesture

Recognition,Zurich, June, 1995.

[29]. R. Bowden, M. Sarhadi. Building temporal models for gesture recognition.

Proc.BMVC, Vol. 1, pp. 32-41, 2000.

[30].

X. Zhu, J. Yang, A. Waibel. Segmenting Hands of Arbitrary Color. Proc.IEEE Int’l.Conference on Automatic Face and Gesture Recognition, 2000.

[31].

Nolker, C.Ritter. Illumination Independent Recognition on Deictic Arm

Postures.Proc.24th Annual Conf. of the IEEE Industrial Electronics Society,

Germany, pp. 2006-2011, 1998.

[32]. G. Yang, T. S. Huang. Human Face Detection in Complex Background.

Pattern Recognition, Vol. 27, No. 1, pp. 53-63, 1994.


15/15



Ppnckh Cuong

Documents

Transcript of Ppnckh Cuong