• 제목/요약/키워드: 능동 질량 댐퍼

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작동유체 질량을 고려한 유연우주트러스구조물 제진용 반능동 댐퍼의 성능분석 (Performance Investigation of Semi-Active Damper Considering Mass Modeling of Functional Fluid)

  • 오현웅;최영준;이경민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.450-456
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    • 2009
  • 수동형 진동제어 방식과 같이 시스템이 안정되며, 수동형에 비해 높은 제진 효과가 기대되는 반능동 진동제어 방식은 시스템의 안정화가 요구되는 우주구조물의 제진방법에 유효한 진동제어 방식중 하나이다. 본 논문에서는 유연우주트러스구조물의 진동제어를 위해 고안된 반능동 댐퍼내 작동유체의 질량을 모델링에 고려했을 경우의 제진특성을 분석하였고 댐퍼내 작동유체의 점성이 부족감쇠를 유지 할 경우, 작동유체 질량 적용에 따른 반능동 댐퍼의 제진효과를 확인하였으며 이를 토대로 반능동 댐퍼의 성능향상을 위한 설계방법을 제시하였다.

지진하중을 받는 구조물의 수정된 분산뱅뱅 제어기법을 이용한 MR Damper 제어 (Modified Decentralized Bang-Bang Control Seismically Excited Structures Using MR Dampers)

  • Cho, Sang-Won;Kim, Byung-Wan;Kim, Woon-Hak;Lee, In-Won
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.417-423
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    • 2002
  • Magnetorheological(MR) 댐퍼는 적은 용량의 전력을 사용하고 반응속도가 빠른 장점 때문에 구조물의 내진제어에 적당하여, 근래에 주목받고 있는 새로운 장치이다. MR 댐퍼는 반능동 제어 장치로써, 능동 질량감쇠기와는 다른 특성을 갖는다. 즉 필요한 제어력을 제어신호로 직접 생성해 낼 수 없는 대신에 MR 댐퍼의 입력전원을 제어하여 간접적으로 제어한다. 따라서 MR 댐퍼의 반능동 제어장치로써의 특성을 고려하는 효과적인 제어기법이 요구된다. 그러므로 본 연구에서는 지진에 대한 구조물의 응답을 줄이기 위해서, MR댐퍼를 제어할 수 있는 반능동 제어기법을 Lyapunov 안정성 이론을 바탕으로 제안하고자 한다. 제안방법을 검증하기 위해, 전단형 MR 댐퍼를 1층과 2층에 설치한 수치예제를 수행하였다.

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자기유변유체 댐퍼를 이용한 대형구조물의 반능동제어

  • 윤정방;구자인;김상범;전준보
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.127-132
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    • 2001
  • 자기유변유체감쇠기를 이용한 반능동 제어 시스템은 최근에 개발되어 승용차의 승차감 향상을 위한 진동제어에 사용되고 있다. 본 연구에서는 바람, 지진, 파랑 등에 대한 대형구조물의 진동제어를 위한 MR 감쇠기의 적용성을 분석하기 위하여, 미국 토목학회에서 제안한 76층 건물의 풍하중에 대한 진동제어에 관한 Benchmark Problem에 대하여 수치모의 해석을 수행하였다. 연구결과로부터, 풍하중에 대한 고층 건물의 진동제어를 위하여 MR 감쇠기를 이용한 반능동 제어의 성능은 능동형 동조질량 감쇠기의 성능과 유사함을 확인할 수 있었다.

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관성형 능동 댐퍼를 이용한 구조물 진동 제어에서 댐퍼 질량의 변위 제한을 고려한 FxLMS 알고리즘 (FxLMS Algorithm for Active Vibration Control of Structure By Using Inertial Damper with Displacement Constraint)

  • 강민식
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.545-557
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    • 2021
  • Engine is the main source of vibration that generates unwanted noise and vibration of vehicle chassis. Especially, in submarine applications, radiation of noise signatures can be detected at some distance away from the submarine using a sonar array. Thus quiet operation is crucial for submarine's survivability. This study addresses reduction of the force transmissibility originating from engines and transmitted to hull through engine mounts. An inertial damper, as an actuator of hybrid mount system, is addressed to reduce even further the level of vibration. Narrow band FxLMS algorithms are broadly used to cancel the vibration of engine mount because of its excellent performance of canceling narrow band noise. However, in real active dampers, the maximum displacement of damper mass is kinematically restricted. When the control input signal from the FxLMS algorithm exceeds this limitation, the damper mass will collide with the mechanical stops and results in many problems. Originated from these, a modified narrow band FxLMS algorithm based on the equalizer technique with the maximum allowable displacement of active damper mass is proposed in this study. Some simulation results showed that the propose algorithm is effective to suppress vibration of engine mount while ensuring given displacement constraint.

해석적인 정보를 고려한 다중입력을 받는 다자유도계 구조물의 시스템 규명 기법 개발 (System Identification of MIMO Systems Considering Analytically Determined Information)

  • 김상범;스펜서;윤정방
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.712-717
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    • 2005
  • This paper presents a system identification method for multi-input, multi-output (MIMO) systems, by which a rational polynomial transfer function model is identified from experimentally determined frequency response function data. Analytically determined information is incorporated in this method to obtain a more reliable model, even in the frequency range where the excitation energy is limited. To verify the suggested method, shaking table test for an actively controlled two-story, bench-scale building employing an active mass damper is conducted. The results show that the proposed method is quite effective and robust for system identification of MIMO systems.

자성유체를 이용한 반능동식 댐퍼에 관한 실험적 연구 (An Experiment Study of Semi-Active Damper Using Magnetic fluid)

  • 황승식
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.24-31
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    • 2004
  • The aim of this study is to provide fundamental information for the development of Semi-Active Damper Using Magnetic fluid. To achieve the aim, the damping effect of magnetic fluid is investigated by experiments that the diameter of inner circular bar and the input amplitude were varied in the magnetic field generated by the permanent magnet and the electromagnet coil. From the study, the following conclusive remarks can be made. As the diameter of inner circular bar and input amplitude increase, the damping effect is improved. This is explained by the fact that as the contact area between inner circular bar and magnetic fluid increases, the increase of friction lowers kinematic energy. If the magnetic field is generated, the damping effect is improved. This is explained the assumption that as the intensity of magnetic fluid particle increases, there is virtual mass phenomenon.

선형 모터 댐퍼를 이용한 철골 구조물의 진동제어 (Vibration Control of Steel-Frame Structures by a Linear Motor Damper)

  • 문석준;정태영;임채욱;정정교;박진일;김두훈
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.49-58
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    • 2003
  • 본 연구에서는 구조가 간단하고 경제적이며, 보수유지 면에서 능동형 진동제어 장치로서 매우 유리한 장점을 가지고 있는 선형모터 댐퍼(LMD : linear motor damper)를 개발하여 유니슨 기술연구소에 설치된 대형 철골구조물에 적용하였다. 개발된 LMD는 1,500kg의 가동질량을 갖고 있으며, 최대 $\pm$250mm의 변위로 움직일 수 있다. 제어 대상 시험구조물의 최저차 2개 진동형만을 가지는 축소모델을 사용하여 H$_{\infty}$ 제어로직을 설계하였다. 일련의 성능 검증시험을 통해 시험 구조물의 1, 2차 진동형에 대해 가속도 레벨이 약 l0dB 감소함을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 LMD가 풍 및 지진하중을 받는 구조물의 진동제어용 제진장치로서 가능성이 있음을 확인하였다.

자가적응 화음탐색 알고리즘을 이용한 복합형 최적 구조제어 시스템 설계 (Optimal Design of a Hybrid Structural Control System using a Self-Adaptive Harmony Search Algorithm)

  • 박원석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.301-308
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    • 2018
  • 이 논문에서는 다중 재난을 고려한 복합 구조제어 시스템의 최적 설계방법을 제시한다. 한 가지 유형의 위험에 대해 하나의 시스템이 설계되는 전형적인 구조제어 시스템과는 달리, 구조물의 지진 및 바람에 의한 진동응답을 저감하기 위해 능동 및 수동제어 시스템에 대한 동시 최적 설계방법을 제안하였다. 수치 예로서, 30층 빌딩 구조물에 설치된 30개의 점성 댐퍼와 복합형 질량 감쇠기에 대한 최적 설계문제를 보였다. 최적화 문제를 풀기 위해 자체적응 화음탐색(harmony search, HS)알고리즘을 채택하였다. 화음탐색 알고리즘은 사람이 연주하는 악기의 튜닝 과정을 모방한 전역 최적화를 위한 메타 휴리스틱 진화 연산방법의 하나이다. 또한 전역 탐색 및 빠른 수렴을 위해 자가적응적이고 동적인 매개변수 조정 알고리즘을 도입하였다. 최적화 설계 결과, 능동 및 수동 시스템이 독립적으로 최적화된 표준적인 복합제어 시스템에 비해 제안한 동시 최적제어 시스템의 성능과 효율성이 우수함을 보였다.

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

  • 전준용;박기태;이진옥;허광희;이우상
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.21-32
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    • 2013
  • 본 논문에서는 건축물의 실시간 피드백 진동제어를 위한 기초연구로써, 자체 기술력을 바탕으로 개발된 무선 가속도센서 시스템 및 프로토타입 (Prototype) AMD 시스템을 결합하여 피드백 진동제어 시스템을 구성하고, 모형 건축물을 대상으로 구성된 제어시스템의 기초성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 우선 MEMS 센서 소자 및 블루투스 통신 모듈 기반의 무선 가속도 센서 유닛, 실시간 가속도 응답획득 및 제어법칙에 근거한 제어출력을 구현하도록 구성한 운영프로그램 등을 개발하였다. 또한 AC 서보모터를 이용해 기동되도록 설계한 프로토타입 AMD 및 모터 드라이버 시스템을 구성하였다. 마지막으로 이를 이용해 실시간 피드백 진동제어 시스템을 구성하였고, 2층 모형 건축물을 대상으로 실험실 규모의 진동제어 실험을 수행하여 목적된 구조물의 진동저감 효과를 정량적으로 분석하였다. 실험의 결과, 모형 구조물의 1차 및 2차 공진주파수 그리고 랜덤주파수 등의 실험조건에서 명확한 진동저감의 효과를 확인할 수 있었으며, 종국적으로 본 논문에서 개발한 무선 가속도센서 시스템 및 AMD 시스템이 향후 여타 구조물의 진동제어를 위한 효과적인 수단으로 응용될 수 있는 가능성을 확인하였다.