Abstract
Using the variable control gain scheme on the basis of fuzzy-based decision-making process, Fuzzy supervisory control (FSC) technique exhibits better control performance than linear control technique with one static control gain. This paper demonstrates the effectiveness of the FSC technique by evaluating the robust performance of the FSC technique under the presence of uncertainties in the models and the excitations. Robust performance of the FSC system is compared with that of optimally designed LQG control system for the benchmark cable-stayed bridge presented by Dyke et al. Parameter studies on the robust performance evaluation are carried out by varying the stiffness of the bridge model as well as the magnitudes of several earthquakes with different frequency contents. From the comparative study of two control systems, FSC system shows the enhanced control performance against various magnitudes of several earthquakes while maintaining lower level of power required for controlling the bridge response. Especially, FSC system clearly guarantees the improved robust performance of the control system with stable reduction effects on the seismic responses and slight increases in total power and stroke for the control system, while LQG control system exhibits poor robust performance.
지진응답제어를 위한 효율적 방법으로 제시된 퍼지관리제어기법은 퍼지에 기반한 의사결정과정을 통하여 가변 제어이득행렬을 구현함으로써 하나의 제어이득만으로 표현되는 선형제어기법보다 개선된 제어성능을 발휘할 수 있다. 이 논문에서는 퍼지관리제어기법의 효율성을 하중 및 교량모델의 불확실성에 대한 제어성능의 강인성 측면에서 평가하였다. 강인성 평가에 있어서는 Dyke등이 제시한 벤치마크 교량에 대하여, 최적설계된 LQG기법과 제어성능을 비교하는 방법을 사용하였다. 불확실성을 주는 요인으로는 주파수 특성이 다른 여러 지진가속도의 규모 및 교량의 강성변화를 가정하였다. 최적설계된 LQG 제어기와 제어효과를 비교한 결과, FSC시스템이 지진의 종류와 규모에 따라 보다 작은 전력을 사용하면서도 개선된 제어성능을 발휘하였다. 특히, LQG 제어시스템이 강성변화에 대하여 불안정한 제어성능을 보인 반면, FSC 시스템은 매우 안정적인 응답제어효과를 보이면서도 제어시스템에 소요되는 전력량과 제어장치의 스트로크에 있어서도 큰 변화를 보이지 않음으로써 매우 탁월한 강인성을 보장할 수 있는 것으로 나타났다.
