Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회논문집)

Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회)
권호 표지

Observer Kalman Filter Identification of a Three-story Structure installed with Active Mass Driver

OKID를 이용한 실험 건물모델의 시스템 식별 실험

  • Published : 2004.06.01
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Abstract

This paper deals with system identification of a three-story building model with active mass damper (MID) for the controller design. Observer Kalman filter identification (OKID) technique is applied to find the relationship between the experimental results of the input and output. The inputs to the building model with MID are ground accelerations and motor command signal, which are, respectively, simulated earthquake and equivalent control force. The outputs are each floor acceleration and MID acceleration. The MID controller is designed based on the experimentally identified building system. Finally it is shown that experimental results agree accurately with simulated results.

본 논문은 축소 3층 건물의 최상층에 능동질량형 제어장치를 설치한 시스템에 관한 식별실향분석이다. OKID기법을 적용하여 진동대 및 제어장치의 가진 입력과 건물 및 제어장치의 응답인 출력관계를 분석하여 수학모델을 구하였다. 제어장치가 설치된 건물에 관한 입력은 진동대에 의한 지반가속도와 제어장치 모터의 구동신호이다 그리고 출력은 건물 각층과 제어장치의 가속도이다. 입출력 관계로 구하여진 수학모델을 바탕으로 제어장치의 최적설계를 수행하였으며 수치해석과 실험결과를 비교한바 서로 일치함을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 민경원, 박지훈, 김홍진, '불규칙 가진을 받는 포화 진동계의 응답제어에 관한 확률밀도 추정', 한국전산구조공학회논문집, 제16권, 제3호, 2003, pp.301-309
  2. 김진구, 최현훈, '좌굴방지 가새가 설치된 건물의 지진응답', 한국전산구조공학회논문집, 제15권, 제2호, 2002, pp.197-207
  3. Min, K. W., Hwang, J. S., Lee, S. H. and Chung, L., 'Probabilistic approach for active control based on structural energy', Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2003, pp.2301-2318
  4. 김태호, 이동근 '복수 절점에 가진되는 건물 바닥판의 해석을 위한 응답스펙트럼 해석법의 응용', 한국전산구조공학회논문집, 제15권, 제1호,2002, pp.21-32
  5. 고현무, 박관순, 박원석, 이규석 '시간지연효과 및 설계제한조건을 고려한 구조물 진동의 능동제어' 대한토목학회논문집, 제16권, 1996, pp. 715-724
  6. 이종순, 조효남, 허정원, 이성칠, '제한된 모드형상을 이용한 개선된 손상평가 알고리즘' 한국전산구조공학회논문집, 제15권, 제1호, 2002, pp.127-136
  7. Calise, A. J., Craig, J. I. and Gong, G., 'Experimental robust control on a laboratory model of a six story building', Proceeding of the American control conference, Philadelphia, 1998
  8. Lim, K. B., Balas, G. J. and Anthony, T. C., 'Minimum-norm model validating identification for robust control', AIAA, Paper No. 96-3717
  9. Brad, A., John, C.'Identification of base-excited structures using output-only parameter estimation', Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 33, 2004, pp.133-155 https://doi.org/10.1002/eqe.343
  10. Lu, H., Betti, R. and Longman, R. W., 'Identification of linear structural systems using earthquake-induced vibration data', Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 28, 1999, pp.1449-1467 https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9845(199911)28:11<1449::AID-EQE881>3.0.CO;2-5
  11. Lu, H., Betti, R. and Longman, R. W., 'Obtaining refined first-order predictive models of linear structural systems, 'Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 31, 2002, pp.1413-1440 https://doi.org/10.1002/eqe.169
  12. Phan, M. 'Improvement of observer/kalmanfilter identification by residual whitening', Journal of Astronautical Sciences, Vol. 40, 1992, pp.261-279
  13. Juang, J. N., 'Applied system identification', prentice-Hall, 1994.
  14. Dyke,S. J, 'Implementation of an AMD Using Accelerlation feedback Control', SIAHSCl, 1995, pp.305-323