Comparative analysis of semi-active control algorithms applied to magnetorheological dampers

Abstract

This paper analyzes the performance of three different semi-active control algorithms used to calculate and manage the optimal damping forces generated by a pair of magnetorheological (MR) dampers installed in a two-story building. The semi-active algorithms used are the linear quadratic regulator (LQR) associated with the clipped optimal algorithm, an algorithm based on a prediction model and a dynamic inverse model using nonlinear autoregressive exogenous (NARX)-type artificial neural networks, and a decision-making algorithm based on fuzzy logic. Additionally, the performances of the proposed semi-active algorithms are compared to those of passively used control devices. The results show response value reductions exceeding 50% for all the semi-active control strategies, which considerably outperformed the passive control. The three control strategies are thus confirmed as interesting tools with potential applications as MR damper administrators. (English) [ABSTRACT FROM AUTHOR] En este artículo se analiza numéricamente la eficiencia y el desempeño de tres diferentes algoritmos de control semiactivo que tienen la función de calcular y administrar las fuerzas óptimas de amortiguamiento que deben ser generadas por un par de amortiguadores magnetoreológicos instalados en una estructura de dos niveles. Los algoritmos semi-activos empleados son el regulador lineal cuadrático (LQR), asociado al algoritmo clipped optimal y dos algoritmos fundamentados en sistemas inteligentes: un algoritmo basado en un modelo de predicción y en un modelo inverso dinámico construidos por medio de redes neuronales artificiales de tipo NARX y un algoritmo de toma de decisiones basados en lógica difusa. Adicionalmente, la actuación de los algoritmos de control semi-activo propuestos es comparada con el desempeño de los dispositivos de control utilizados de forma pasiva. Los resultados obtenidos mostraron en todos los casos analizados, valores de reducción de respuesta superiores a 50% para todas las estrategias de control semiactivo empleadas, superando ampliamente el desempeño del control pasivo analizado. De esta forma fue posible confirmar que las tres estrategias de control desarrolladas demostraron ser herramientas eficientes, robustas y confiables para ser utilizadas como administradoras de amortiguadores magnetoreológicos. (Spanish) [ABSTRACT FROM AUTHOR] Copyright of INGENIARE - Revista Chilena de Ingeniería is the property of Universidad de Tarapaca and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)