ISSN: 1304-7191 | E-ISSN: 1304-7205
Active vibration control of container cranes against earthquake induced vibration
1
Sigma J Eng Nat Sci 2011; 29(4): 383-394
Full Text PDF (Turkish)

Abstract

This paper is concerned with the active vibration control of container cranes against earthquake induced vibration. To accomplish this purpose, firstly a multi degree-of-freedom nonlinear dynamic model is developed including behavior of the container cranes under earthquakes and dynamics of soil and linear motors and then a Self-tuning Fuzzy Logic Controller (STFLC) is designed to reduce the vibrations of the crane structure. Vibration control using intelligent controllers, such as fuzzy logic has attracted the attention of structural control engineers during the last few years, because fuzzy logic can handle, uncertainties and heuristic knowledge and even non-linearities effectively and easily. The improved seismic control performance can be achieved by converting a simply designed static gain into a real time variable dynamic gain through a self-tuning mechanism. Performance of the designed STFLC and active vibration control system is simulated. The time history of ground motion of the Kobe earthquake (Mw=7,2) in 1995, which is a disturbance input, is applied to modeled container crane. Simulation results exhibit that superior earthquake induced vibration suppression is achieved by the use of designed controllers and active vibration control system. It is seen that this controller descends the effects of such accelerations substantially. It can be concluded that the controllers used may affect the structural design of cranes drastically and improves safety of cranes.


Konteyner krenlerinde depremden kaynaklanan titreşimlerin aktif kontrolü
1Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Yıldız, İSTANBUL
Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences 2011; 4(29): 383-394

Bu çalıĢmada, konteyner krenlerinde depremden kaynaklanan yapısal titreĢimleri azaltmak için aktif titreĢim kontrolü gerçekleĢtirilmiĢtir. Bu amaçla, öncelikle konteyner krenlerinin deprem esnasındaki davranıĢlarını ortaya koyan, toprağın ve doğrusal motorların dinamiğini de içeren, çok serbestlik dereceli doğrusal olmayan bir dinamik model geliĢtirilmiĢ, ardından titreĢimleri azaltacak Öz Uyarlamalı Bulanık Mantık Kontrolörün (ÖUBMK) tasarımı yapılmıĢtır. Tasarlanan kontrolör, çıkıĢ kazancını modelden bağımsız, sistem performansına bağlı kural tabanı ile değiĢtirip geliĢtirerek kendini ayarlayabilen bulanık mantık tabanlı kontrolör yapısıdır. Kontrol kazancı, kontrolör mimarisine yerleĢtirilen bir öz uyarlama mekanizması ile her örnekleme zamanında geliĢtirilen bulanık mantık kurallarınca dinamik olarak ayarlanarak, adaptif kontrolcü karakteri göstermektedir. Tasarlanan kontrolörün ve konteyner krenleri için önerilen aktif kontrol sisteminin performansı benzetim çalıĢmaları ile ortaya konmuĢtur. Benzetim çalıĢmalarında bozucu giriĢ olarak 1995 Kobe depremine (Mw=7,2) ait yer hareketinin zaman fonksiyonu uygulanmıĢtır. Sonuçlar önerilen aktif kontrol sisteminin ve tasarlanan kontrolörün konteyner krenlerinde depremden kaynaklanan yapısal titreĢimlerin azaltılmasında önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Krenlerde bu sistemin kullanılması depremlerde konteyner krenlerinin hasar görmelerini ve yıkılmalarını engelleyerek krenlerin depreme yönelik güvenliğini sağlayacaktır.