• Title/Summary/Keyword: 비선형설계

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Nonlinear Analysis for Negative Moment Distribution of MRS Slab End Joints (비선형 해석에 의한 MRS 슬래브 단부 접합부의 모멘트 분포 연구)

  • Moon, Jeong-Ho;Oh, Young-Hun;Lim, Jae-Hyung
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.23 no.2
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    • pp.177-184
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    • 2011
  • This paper describes an analytical study on the design approach of PC system with continuous connections at member ends. In multi-ribbed moment resisting slab (MRS) system, double tee members are connected continuously over inverted tee beams with the continuous reinforcements placed within topping concrete. Thus, negative moments are concentrated within the narrow connection area. In order to propose a design method, experimental results of the companion study were examined using detailed nonlinear analysis. Then nonlinear static analysis was used to evaluate the partial continuity effect and the moment redistribution mechanism. Material and cross sectional properties were obtained from experimental results of the companion study. Plastic hinge properties for nonlinear static analysis were modeled with cracking moment, nominal moment, corresponding member deformations, etc. The analysis results showed that a large amount of negative moment of MRS slab can be reduced by applying partial continuity and moment redistribution in MRS joint.

Nonlinear Characteristics Evaluation of Tuned Liquid Damper with White Noise Amplitude (백색잡음 하중 크기에 따른 TLD의 비선형 특성 평가)

  • Woo, Sung-Sik;Lee, Sang-Hyun;Choi, Ki-Young;Chung, Lan;Park, Tae-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.21 no.2
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    • pp.135-143
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    • 2008
  • In this study, it was investigated for dynamic nonlinear characteristics using dynamic data obtained by shaking table test. The design of Tuned Liquid Damper(TLD) has limitation to plan based on Tuned Mass Damper(TMD) analogy and linear wave theory. Also, while there are many studies regarding properties of TLD under harmonic load, there are not estimated for dynamic non-linear characteristics of TLD under the load that is not governed by particular frequency like a white noise. This paper investigated dynamic non-linear characteristics of TLD varied with load amplitude using a white noise and suggested equations that can estimate damping ratio, natural frequency ratio and effective mass ratio of TLD.

Optimal design of nonlinear seismic isolation system by a multi-objective optimization technique integrated with a stochastic linearization method (추계학적 선형화 기법을 접목한 다목적 최적화기법에 의한 비선형 지진격리시스템의 최적설계)

  • Kwag, Shin-Young;Ok, Seung-Yong;Koh, Hyun-Moo
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.14 no.2
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    • pp.1-13
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    • 2010
  • This paper proposes an optimal design method for the nonlinear seismic isolated bridge. The probabilities of failure at the pier and the seismic isolator are considered as objective functions for optimal design, and a multi-objective optimization technique is employed to efficiently explore a set of multiple solutions optimizing mutually-conflicting objective functions at the same time. In addition, a stochastic linearization method is incorporated into the multi-objective optimization framework in order to effectively estimate the stochastic responses of the bridge without performing numerous nonlinear time history analyses during the optimization process. As a numerical example to demonstrate the efficiency of the proposed method, the Nam-Han river bridge is taken into account, and the proposed method and the existing life-cycle-cost based design method are both applied for the purpose of comparing their seismic performances. The comparative results demonstrate that the proposed method not only shows better seismic performance but also is more economical than the existing cost-based design method. The proposed method is also proven to guarantee improved performance under variations in seismic intensity, in bandwidth and in the predominant frequency of the seismic event.

Fuzzy H2/H Controller Design for Delayed Nonlinear Systems with Saturating Input (포화입력을 가지는 시간지연 비선형 시스템의 퍼지 H2/H 제어기 설계)

  • Cho, Hee-Soo;Lee, Kap-Rai;Park, Hong-Bae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.12 no.3
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    • pp.239-245
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    • 2002
  • In this Paper, we present a method for designing fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers of delayed nonlinear systems with saturating input. Takagi-Sugeno fuzzy model is employed to represent delayed nonlinear systems with saturating input. The fuzzy control systems utilize the concept of the so-called parallel distributed compensation(PDC). Using a single quadratic Lyapunov function, the globally exponential stability and $H_2/H_{\infty}$ performance problem are discussed. And a sufficient condition for the existence of fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers is given in terms of linear matrix inequalities(LMIs). The designing fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controllers minimize an upper bound on a linear quadratic performance measure. Finally, a design example of fuzzy $H_2/H_{\infty}$ controller for uncertain delayed nonlinear systems with saturating input.

Design of Lateral Load Resisting System using Nonlinear Static Analysis (비선형 정적해석을 통한 횡저항 시스템의 보유성능 평가 및 설계방안 연구)

  • Song, Jin-Gyu;Kim, Geon-Woo;Jung, Sung-Jin;Song, Young-Hoon;Lee, Seung-Chang
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.10 no.1 s.47
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    • pp.9-16
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    • 2006
  • The design practice of the lateral resisting system has been traditionally dependent on the experience and know-how of a structural engineer. And the method to reflect the evaluation results of building's capacity on design process doesn't exist. The proposal of a rational design of the lateral load resisting system is based on the available full capacity $(R_{ac})$ of a building and the minimum required capacity $(R_{code})$ suggested in the code. This study suggests thai nonlinear static analysis, which is the estimation of the lateral capacity with the pushover analysis, be included in the existing design procedure of the structure. After finishing the basic structural design, the lateral resisting capacity ol a building is estimated. At the phase of nonlinear static analysis, pushover analysis is peformed to define the fully yielded baseshear $(V_Y)$. When the design wind baseshear $(V_{wind})$ is bigger than the design seismic baseshear $(V_D)$, the value is checked to determine whether or not it is smaller than the $V_Y$. After confirming that it is smaller, the $R_{ac}$ of the structure is computed. If the $V_D$ is bigger at first, only the $R_{ac}$ is computed. When the value of the estimation shows remarkable differences with the $R_{code}$, repetition of the design modification is needed for those approximate to the $R_{code}$. Application of the proposed design procedure to 2-D steel braced RC buildings has proven to be efficient.

MAC for MIMO Nonlinear System with Delayed Input (시간지연 MIMO 비선형시스템의 MAC 제어기 설계)

  • Zhang, Yuanliang;Kim, Hong-Chul;Chong, Kil-To
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.46 no.2
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    • pp.52-60
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    • 2009
  • This paper proposes a digital controller for a nonlinear multi-input/multi-output(MIMO) system with time-delayed input. A nonlinear system with multi-input time delay is discretized using Taylor's discretization method, and the discretized system can be converted into a general nonlinear system. Consequently, general nonlinear controller synthesis can be applied to the discretized time-delay system We adopted MAC controller synthesis and verified the performance of the proposed method by conducting computer simulations. The results of the simulation showed that the proposed controller synthesis performs well and the proposed method is useful for controlling a nonlinear time-delay system.

Integrated Analysis and Design Technologies for a Structure with Control Devices (구조물-제진장치 통합 해석 및 설계 기술)

  • Lee, Sang-Hyun;Chung, Lan;Kang, Kyung-Soo;Hwang, Jae-Seung;Park, Ji-Hun
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.388-391
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    • 2010
  • 본 논문에서는 풍하중을 받는 구조물의 응답을 보다 적극적으로 저감시킴으로써 구조물의 안정성과 사용성을 개선하기위한 능동제어 알고리즘을 송도 자유무역 지구에 건설중인 포스코건설 사옥에 수치해석을 통해 적용하여 그 효과를 검증하였다. 수치해석에 의한 시뮬레이션 결과를 보면 최대 제어력이 제한이 된 비선형 제어기가 LQR 제어기와 등등한 제어효과를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 제어력의 측면에서 본다면 비선형 제어기법이 더욱 유리한 것을 알 수 있다. 또한, 본 연구에서는 구조물과 질량형 제진장치의 상호작용을 고려하여 통합적으로 제진효과를 해석하고, 이를 바탕으로 제진장치를 설계할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 구조물의 모드정보에 기초한 축소모델을 구축하고 제진장치의 설계 및 제진성능 평가를 수행하고 사용성을 평가하게 된다. 전체 소프트웨어는 질량형 제진장치의 설계프로그램과 질량형 제진장치의 종류별 대안설계결과를 등가감쇠비로 표현하여 비교평가하는 두 개의 모듈로 이루어져 있으며 전자는 비제어구조물 해석 모듈 및 TMD, TLD, TLCD, AMD를 대상으로 해석 및 설계를 수행하는 총 5개의 하부 모듈로 구성된다. 본 소프트웨어를 현재 TLCD가 설치되어 있는 인천 송도 국제업무지구의 주상복합건물에 적용하여 TMD, TLD, TLCD, AMD의 대안설계를 실시하였다.

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The Design of Membership-function-dependent Observer-based Controller Using Takagi-Sugeno Fuzzy Model (소속함수 의존성을 이용한 Takagi-Sugeno 퍼지 시스템의 관측기 기반 제어기 설계)

  • Kim, Ho-Jun;Joo, Young-Hoon;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.1758-1759
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    • 2011
  • 본 논문은 비선형 시스템의 소속함수 의존성을 이용한 관측기 기반 퍼지 제어기 설계 기법을 제시한다. Takage-Sugeno (T-S)퍼지 모델링을 이용해 비선형 시스템을 퍼지 모델로 표현한다. 시스템의 안정화 조건은 소속함수의 의존성을 이용한 리아푸노프 안정도 해석 방법을 이용해 유도된다. 안정화 조건은 선형 행렬 부등식으로 표현되며, 부등식의 해를 이용해 제어기의 이득값을 구한다. 모의실험을 통해 설계된 제어기의 타당성을 검증한다.

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압력 신호의 포화를 갖는 시스템의 출력 궤환 제어기 설계 : 시간영역 해석

  • 손영창;김승우;지원호
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.23-23
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    • 1999
  • 일반적인 제어대상 시스템을 모델링하여 제어기를 설계할 경우 시스템을 제어하는 액츄에이터의 saturation 현상을 무시하고 설계하는 경우가 자주 있다. 만일 시스템이 SISO이며, 충분히 안정하고 동적 특성이 빠른 경우에는 saturation 무시가 주는 영향이 크게 나타나지 않지만, 만일 시스템이 MIMO이며 비선형일 경우 비선형 요소인 입력 saturation에 의하여 시스템의 특성이 변형되고 크게는 불안정화 된다.

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Neuro-controller design for the line of sight stabilization system containing nonlinear friction (비선형 마찰이 존재하는 조준경 안정화 시스템의 신경망 제어기 설계)

  • Jang, Jun-Oh;Jeon, Byung-Gyoon;Jeon, Gi-Joon
    • Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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    • v.3 no.2
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    • pp.139-148
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    • 1997
  • 본 논문에서는 비선형 마찰이 존재하는 조준경 안정화 시스템에 대해서 마찰력 보상과 성능개선을 위한 신경망제어기의 설계방법을 제시한다. 제안한 신경망제어기는 비례, 적분, 진상(PI/LEAD) 제어기와 신경회로망과의 병렬로 구성되며, 제어 목적은 비선형 마찰과 외란이 존재하여도 안정거울의 각속도 추적성능과 안정화 성능의 향상에 있다. 신경회로망의 입력으로 안정거울의 각속도 추적오차와 추적오차의 적분, 제어입력이 필터를 통과한 신호가 사용되며, 신경호로망은 간접학습구조에 의해 학습된다. 조준경 시스템의 비선형 마찰력인 쿨롱마찰력의 크기가 외부환경에 따라 변하는 경우와 시스템으로 외란이 인가되는 경우에 대하여도 제안한 병렬제어기는 기존의 PI/LEAD 제어기보다 추적과 안정화 성능면에서 우수함을 컴퓨터 모의 실험으로 확인한다.

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