Key words: Controllo semi attivo; dispositivi magnetoreologici; ottimizzazione; ingegneria sismica.

Nella presente memoria si affronta la progettazione ottimale dei sistemi di controllo semi attivi per la protezione sismica di strutture. E’ noto che le prestazioni di tali sistemi di controllo dipendano non solo dal tipo di dispositivo ma anche dalla legge di controllo utilizzata. Spesso nelle applicazioni alle leggi di controllo di tipo continuo si preferiscono quelle di tipo ON-OFF in cui i parametri meccanici possono variare tra due stati compatibili con i limiti fisici del dispositivo: valore minimo (spesso nullo) nello stato OFF e valore massimo nello stato ON.

In questo studio si considerano i dispositivi semi attivi magnetoreologici in cui il parametro variabile è il voltaggio di input. L’algoritmo considerato e' ottenuto dalla teoria del controllo ottimo istantaneo e possiede, rispetto ad altri presenti in letteratura, i vantaggi di semplicità e robustezza. Tuttavia poiché e' stato ottenuto dalla teoria del controllo ottimo istantaneo, minimizza soltanto istantaneamente (controllo locale) la risposta dinamica e non sull'intera storia temporale (controllo globale). Analisi preliminari svolte hanno mostrato che, in alcuni casi, le prestazioni del sistema di controllo possono dipendere anche sensibilmente dal valore del voltaggio di input massimo utilizzato.

Per tenere conto di tale circostanza viene proposta una metodologia di progetto ottimale del voltaggio di input massimo che permette di ridurre le risposte dinamiche massime  valutate sull’intera storia temporale minimizzando un opportuno indice di prestazione di tipo energetico.

La metodologia proposta è applicata ad un caso studio rappresentato da una struttura a 4 gradi di libertà con controvento elastico con dispositivo magnetoreologico in serie posto al primo livello. Il dispositivo è modellato come un elemento di Bouc Wen in parallelo ad un elemento viscoso. Le analisi sono condotte con diversi tipi di input sismico che rappresentano terremoti “near fault” e “far field”. I risultati  mostrano che  ottimizzare il voltaggio di input massimo del dispositivo di controllo puo' migliorare anche sensibilmente le prestazioni del sistema di controllo semi attivo.

Bibliografia

[1] Lee GC, Liang Z, Tong M. Development of a variable-passive control system. Proceedings of the Second World Conference on Structural Control, Kyoto, Japan, 1998.

[2] Cheng FY, Tian P. Generalized optimal active control algorithm with weighting matrix configuration, stability and time-delay.  International Journal of Structural Engineering and Mechanics, 1993; 1, 119.