• Title/Summary/Keyword: 구조진동제어

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Active Control for Seismic Response Reduction Using Probabilistic Neural Network (지진하중을 받는 구조물의 능동제어를 위한 확률신경망 이론)

  • Kim, Doo-Kie;Lee, Jong-Jae;Chang, Seong-Kyu;Choi, In-Jung
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.11 no.1
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    • pp.103-112
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    • 2007
  • Recently structures become longer and higher because of the developments of new materials and construction techniques. However, such modern structures are susceptible to excessive structural vibrations, which may induce problems of serviceability and structural damages. In this paper we attempt to control structural vibration using the probabilistic neural network(PNN) and the artificial neural network(ANN) based on the training pattern that consist of only the structural state vector and the control force. The state vectors of the structure and control forces made by linear quadratic regulator(LQR) algorithm are used for training pattern of PNN and ANN. The proposed algorithm is applied for the vibration control of the three story shear building under Northridge earthquake. Control results by the proposed PNN and ANN are compared with each other.

Modeling and Vibration Control of ERF-Based Intelligent Structures via Sandwich Beam Theory (샌드위치 보 이론을 이용한 ERF 지능구조물의 모델링 및 진동제어)

  • Park, Y.K.;Choi, S.B.;Cheong, C.C.
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.110-122
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    • 1996
  • 본 논문에서는 전기유동유체(Electro-Rheological Fluid : ERF)를 함유하는 지능구조물의 동적 모델링 및 진동제어를 수행하였다. 먼저 실리콘 오일을 기본용매로 하여 조성된 ERF의 복소 전단모듈러스를 전장부하와 가진 주파수의 함수로 동적 회전모드 실험을 통하여 도출한 후, 이를 샌드위치 보 이론과 연계하여 동적 모델링을 실시하였다. 도출된 6차 편미분방정식 형태의 지배 방정식을 유한요소 모델로 이산화하여 전장부하에 따른 지능구조물의 동탄성 특성값인 감쇠 고유 주파수 및 모달 손실계수를 주파수 영역에서 얻었다. 그리고 ERF를 함유한 샌드위치 형태의 지능구조물을 제작한 후 실험적으로 얻은 동탄성 특성값과 모델에 의해 예측된 동탄성 특성값을 비교 고찰하여 제시된 동적 모델에 대한 타당성을 입증하였다. 또한 모델을 통해 전장부하 함수로 예측된 주파수 응답곡선 중에서 각 주파수 대역에 대해 최소 변위가 되는 응답곡선을 요구응답으로 설정한 후, 그에 해당하는 전장부하를 선정하는 논리적인 능동 진동제어 알고리즘을 제안하였다. 제어알고리즘의 유용성을 입증하기 위해 실험적으로 수행된 능동 진동제어 결과를 주파수영역과 시간영역에서 제시하였다.

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A Study on Position Control of Ultrasonic Motor Using Variable Structure Control System (가변구조 제어를 이용한 초음파 전동기의 위치제어에 관한 연구)

  • Hong, Soon-Il;Kim, Hong-Seok
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1998.07b
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    • pp.546-548
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    • 1998
  • 초음파는 초음파 가공기나 초음파 세척기 등에 많이 이용되고 최근 액추에트로서 초음파 전동기가 주목을 받고 있다. 압전 혹은 자기비틀림 효과를 이용하여 얻는 초음파 진동기는 전기-기계 변환효율이 다른 수단에 비하여 매우 높으므로 이것을 이용하여 얻는 초음파 진동은 왕복운동에서 직선 혹은 회전운동으로 변환시키는 연구가 행해지고 있다. 본 연구에서는 진행파 방식의 초음파 전동기를 중심으로 그 회전 원리를 이해하고 모델링 하였다. 외란에 대하여 강인한 제어방식으로 알려져 있는 가변구조제어의 이론을 이해고 회전형 진행파 방식의 초음파 전동기를 이용한 가변구조, 제어에 의한 서보계를 설계한다. 이때 제어방법은 속도패턴을 미리 정하여 두고 그 패턴에 따라 슬라이딩 모드를 사용하여 속도를 제어하여 위치를 제어하는 것이다. 초음파 전동기의 가변구조제어에 의한 위치제어를 컴퓨터 시뮬레이션으로 검토하고 제어 파라미터를 결정하였다. 그리고 인터페이스 보드를 제작하고 컴퓨터와 전동기를 접속하여 실제 제어 알고리즘을 이용하여 초음파 전동기의 제어 실험을 행하였다.

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Adaptive Vibration Control of Smart Composite Structures Using Neuro-Controller (신경망 제어기를 이용한 지능 복합재 구조물의 적응 진동 제어)

  • Youn, Se-Hyun;Han, Jae-Hong;Lee, In
    • Journal of KSNVE
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    • v.8 no.5
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    • pp.832-840
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    • 1998
  • Experimental studies on the adaptive vibration control of composite beams have been performed using a piezoelectric actuator and the neuro-controller. The variations in natural frequencies of the specimen and the actuation characteristics of the piezoelectric actuator according to the delamination in the bonding layer have been studied. In addition, the simulation of adaptive vibration control has been performed for the composite specimens with delaminated piezoelectric actuator using neuro-controller. The hardware for the adaptive vibration control experiment was prepared. A DSP(digital signal processor) has been used as a digital controller. Using neuro-controller, the adaptive vibration control experiment has been performed. The vibration control results using the neuro-controller show that the present neuro-controller has good performance and robustness with the system parameter variations.

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Real-time Feedback Vibration Control of Structures Using Wireless Acceleration Sensor System - System Design and Basic Performance Evaluation - (무선 가속도센서 시스템을 이용한 건축물의 실시간 피드백 진동제어 - 시스템 구축 및 기초성능 평가 -)

  • Jeon, Joon Ryong;Park, Ki Tae;Lee, Chin Ok;Heo, Gwang Hee;Lee, Woo Sang
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.17 no.2
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    • pp.21-32
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    • 2013
  • This is a preliminary study for the real-time feedback vibration control of building structures. The study developed a wireless acceleration sensor system based on authentic technology capacities, to integrate with the Prototype AMD system and ultimately construct the feedback vibration control system. These systems were used to evaluate the basic performance levels of the control systems within model building structures. For this purpose, the study first developed a wireless acceleration sensor unit that integrates an MEMS sensor device and bluetooth communication module. Also, the study developed an operating program that enables control output based on real-time acceleration response measurement and control law. Furthermore, the Prototype AMD and motor driver system were constructed to be maneuvered by the AC servo-motor. Eventually, all these compositions were used to evaluate the real-time feedback vibration control system of a 2-story model building, and qualitatively measure the extent of vibrational reduction of the target structure within the laboratory validation tests. As a result of the tests, there was a definite vibrational reduction effect within the laboratory validation tests. As a result of the tests, there was a definite vibrational reduction effect within 1st and 2nd resonance frequency as well as the random frequency of the model building structure. Ultimately, this study confirmed the potential of its wireless acceleration sensor system and AMD system as an effective tool that can be applied to the active vibration control of other structures.

제어봉구동장치의 고유진동수에 대한 민감도 해석

  • 김민규;김인용;우호길
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.909-914
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    • 1998
  • 제어봉구동장치는 원자력발전소에서 사용되는 기기로서, 가늘고 긴 수직 외팔보의 형상을 하고 있어 지진과 같은 동적하중에 취약한 구조를 갖고 있다. 따라서 발전소가 건설되는 지반의 다양한 지진하중에 대한 동적해석이 중요한 설계요건으로 되어 있다. 본 논문에서는 제어봉구동장치의 고유진동수를 제어하기 위한 기초연구로써 제어봉구동장치의 설계변경이 동적특성에 미치는 영향, 즉 고유진동수에 대한 설계 민감도 해석을 수행하였다. 해석 방법으로는 유한요소 프로그램의 구조 해석 결과에 변분법을 이용한 설계 민감도법을 사용하였다. 해석 결과는 유한차분에의한 결과와 일치함을 보였고, 제어봉구동장치의 초기설계 단계에서 유용한 정보로 활용할 수 있음을 확인하였다. 또한 이러한 결과는 최적설계 프로그램등과 연계되어 구조물의 설계 개선에 많은 도움을 줄 것으로 판단된다.

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강체거동을 하는 플로팅구조물의 진동제어

  • Hwang, Jae-Seung;Park, Seong-Cheol;Jeong, Gi-Beom;Choe, Jun-Seong
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.06a
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    • pp.425-427
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    • 2012
  • 본 연구에서는 플로팅 구조물과 제진장치가 연계된 시스템에 대한 진동제어를 위하여 제어알고리듬에 의한 시뮬레이션을 수행하였다. 플로팅 구조물모형 2자유도, AMD 제진장치 2자유도가 연계된 4자유도 시스템에 대한 수학적 해석모형을 모델링하였으며, 모델링을 통하여 모형과 제진장치의 계측변수, 그에 따른 시스템의 입축력 관계에 따른 상태방정식을 제어 프로세서 과정에서 모듈화 하였으며 수치시뮬레이션을 통한 제어효과를 검증하였다. 향후 플로팅 모형 실험체를 제작하여 수조실험을 통한 실험적 검증을 수행할 예정이다.

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Hybrid Technique for Active Vibration Control of Plate using Piezoceramic Actuators/Sensors (압전 작동기/감지기를 이용한 평판의 혼합형 능동 진동제어 기술)

  • Kim, Yeung-Sik;Lee, Chul;Kim, In-Soo
    • Journal of KSNVE
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    • v.10 no.6
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    • pp.1048-1058
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    • 2000
  • Thipaper presents a methodology to suppress the vibration of thin rectangular plate clamped all edges using piezo-ceramic material as actuators and sensors. Dynamic characteristics of the structure bonded with distributed actuators/sensors are identified by the Multi-Input Multi-Output (MIMO) frequency domain modeling technique based on the experimental data. Hybrid control scheme is adopted and feedback controller is designed by LQG(Linear Quadratic Gaussian). Feedforward controller is adapted by multiple filtered -$x$ LMS(least mean square) algorithm. Experiment result demonstrates the effective reduction of the vibration label for both the transient and persistent external disturbances.

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A Study on Forced Vibration Tests on a Structure with Stud Type of Vibration Control Damper (스터드형 진동제어 강재댐퍼가 장착된 3층 강구조 골조의 강제진동실험에 관한 연구)

  • Lee, Seung-Jae
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.6 no.2 s.20
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    • pp.115-121
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    • 2006
  • In recent years vibration control damper made of low yield point steel is expected to play an important role in controlling structural vibration induced earthquake and wind. But their dynamic characteristics and energy dissipation effects on the whole structure model are not clarified. In this paper, firstly, we presents the results of cyclic tests on low yield steel dampers. Secondly, forced vibration tests on existence three stories steel structure model with low yield point steel dampers are presented. Lastly, it is estimated energy amount which is dissipated through the hysteresis dampers by using two types of analytical models, hysteresis model and equivalent linear model.

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