• Smart Structures and Systems
• /
• 제16권2호
• /
• pp.329-345
• /
• 2015

As commonly known, sensor errors and faulty signals may potentially lead structures in vibration to catastrophic failures. This paper presents a new approach to deal with sensor errors/faults in vibration control of structures by using the Fault detection and isolation (FDI) technique. To demonstrate the effectiveness of the approach, a space truss structure with semi-active devices such as Magneto-Rheological (MR) damper is used as an example. To address the problem, a Linear Matrix Inequality (LMI) based fixed-order $H_{\infty}$ FDI filter is introduced and designed. Modeling errors are treated as uncertainties in the FDI filter design to verify the robustness of the proposed FDI filter. Furthermore, an innovative Fuzzy Fault Tolerant Controller (FFTC) has been developed for this space truss structure model to preserve the pre-specified performance in the presence of sensor errors or faults. Simulation results have demonstrated that the proposed FDI filter is capable of detecting and isolating sensor errors/faults and actuator faults e.g., accelerometers and MR dampers, and the proposed FFTC can maintain the structural vibration suppression in faulty conditions.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.33-41
• /
• 2020

항공기의 착륙장치는 지상에서 동체로 전달되는 충격에너지를 흡수 및 소산시키는 장치이다. 착륙장치 중 반능동형 MR 댐퍼 착륙장치는 다양한 착륙조건에서 높은 충격흡수효율을 보여주며 제어 불능 시 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 오리피스가 아닌 환형 관유로를 이용하는 MR 댐퍼 착륙장치의 경우, 유로 압력강하로 인해 발생하는 감쇠력이 MR 댐퍼 내부 형상 구조에 따라 저압 챔버에서 캐비테이션을 유발할 수 있어 기존의 2 자유도계 모델링 기법보다 다중물리시스템 해석 프로그램인 Amesim이 더 유용하다. Amesim을 이용한 해석결과를 바탕으로 착륙장치 내부 유로 형상 배치를 수정하여 캐비테이션을 방지할 수 있는 유로 구조를 제안하였고 낙하 시험 시뮬레이션 결과를 통해 이를 검증하였다. 본 논문에서는 환형 관로 형태 유로 구조를 갖는 MR 댐퍼형 착륙장치의 캐비테이션 발생시 주요 특성을 파악하였고, 아울러 내부형상 배치 수정을 통해 이를 방지하는 방안을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권1호
• /
• pp.25-30
• /
• 2013

군용 견마로봇차량은 전시 임무수행간 야지를 주행하게 되는데, 이때 발생하는 지속적인 충격에 의한 차체의 진동은 내부 구성품에 손상을 초래할 수 있다. 현재 차체 진동저감을 위한 제어의 수단으로 능동 또는 반능동 현가장치을 사용한 많은 연구가 진행 되고 있다. 본 연구에서는 기존의 반능동 현가장치와 더불어 $6{\times}6$ 차량의 회전형 현가장치와 독립적인 구동제어에 의한 진동저감 기법을 제안한다. 진동 제어기로는 스카이훅의 수정기법 중의 하나인 SH-ADD 를 적용하였다. ISO E 등급의 노면을 주행노면으로 선정하였으며, 시뮬레이션은 ADAMS Control 과 Matlab Simulink 를 연동하여 수행하였다. 야지에서의 내부장비의 피로누적에 초점을 두어 주행 제어조건에 따른 RMS 수치로서 결과를 비교 및 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제66권2호
• /
• pp.217-227
• /
• 2018

In the last decades, valuable results have been reported regarding conventional passive, active, semi-active, and hybrid structural control systems on two-dimensional and a few three-dimensional shear buildings. In this research, using a three-dimensional finite element model of high-rise concrete structures, designed by performance based plastic design method, it was attempted to construct a relatively close to reality model of concrete structures equipped with Tuned Mass Damper (TMD) by considering the effect of soil-structure interaction (SSI), torsion effect, hysteresis behavior and cracking effect of concrete. In contrast to previous studies which have focused mainly on linearly designed structures, in this study, using performance-based plastic design (PBPD) design approach, nonlinear behavior of the structures was considered from the beginning of the design stage. Inelastic time history analysis on a detailed model of twenty-story concrete structure was performed under a far-field ground motion record set. The seismic responses of the structure by considering SSI effect are studied by eight main objective functions that are related to the performance of the structure, containing: lateral displacement, acceleration, inter-story drift, plastic energy dissipation, shear force, number of plastic hinges, local plastic energy and rotation of plastic hinges. The tuning problem of TMD based on tuned mass spectra is set by considering five of the eight previously described functions. Results reveal that the structural damage distribution range is retracted and inter-story drift distribution in height of the structure is more uniform. It is strongly suggested to consider the effect of SSI in structural design and analysis.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2018

본 연구에서는 기존의 하중제어기법을 보완한 하이브리드 제어기법을 제안하였다. 제안된 하이브리드 제어기법은 기존 하중제어기법에서 발생하는 채터링 현상을 제거하고, 높은 충격흡수효율을 얻을 수 있는 제어기법이다. 제어기 설계를 위해 MR댐퍼가 적용된 착륙장치를 구성하고, 착륙장치의 운동방정식을 유도하였다. 다물체 동역학 해석 소프트웨어인 RecurDyn을 이용하여 시뮬레이션 모델을 구성한 후 하이브리드 제어기를 설계하였다. 본 연구의 하이브리드 제어기는 스카이 훅 제어기를 기반으로 최대 스트럿 하중과 변위를 줄일 수 있으며, 부가되는 하중제어 기법을 통해 고효율의 제어기법을 구현할 수 있다. 채터링 방지를 위해 효율적인 제어기법 스위칭과 입력설계(Input Shaping) 기법을 적용하여 낙하 시뮬레이션을 수행하였고, 각각의 결과를 비교하여 착륙 특성에 대해 성능평가를 수행하였다.

• 국제초고층학회논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.31-41
• /
• 2016

High-rise buildings are increasingly viewed as having both technical and economic advantages, especially in areas of high population density. Increasingly taller buildings are being built worldwide. Increased heights entail increasing flexibility, which can result in serviceability problems associated with significant displacements and accelerations at higher floors. The purpose of this paper is to present the concept of a versatile vibration control technology (MR dampers with bracings) that can be used in super tall buildings. The proposed technology is shown to be effective, from a serviceability point of view, as well as resulting in dramatically reduced design wind loads, thus creating more resilient and sustainable buildings.

• 동력기계공학회지
• /
• 제5권2호
• /
• pp.87-92
• /
• 2001

Automotive suspension system is a mechanism for isolation of the vibration coming from the road inputs. Recently, the electronically controlled suspension systems which may improve ride and handling performance have been developed. Here, the continuously controlled semi-active suspension system is focused. As a mechanism to control damping forces continuously, a solenoid valve is used. The modeling for the solenoid valve is introduced briefly, a vehicle dynamics modeling is constructed, and then combined system model is completed. To design the efficient control algorithm for the semiactive suspension system the knowledge based fuzzy logic is applied and the technique how to apply the sky-hook theory to the fuzzy logic is developed. Finally, to confirm the improvement of performance the computer simulation is carried out.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
• /
• pp.45-50
• /
• 1995

본 연구에서는 기존에 널리 사용되고 있는 스카이훅 제어 알고리즘(skyhook control algorithm)[3]을 바탕으로 확장 개발된 모드 스카이훅 제어(mode skyhook control) 개념 및 주파수 감응식 제어(frequency dependent control)개념[4][5]을 실용화하기 위하여 응답속도가 20msec이하의 비교적 빠른 응답 속도를 갖는 전자기식 작동기 (electro-magnetic actuator)에 의해 가변되는 4단 반능동형 가변 댐퍼 시스템을 개발한 후, 다음과 같은 성능의 향상을 시험결과를 통하여 보이고자 한다. -저속에서의 승차감 향상과 고속에서의 주행 안정성 향상 -커브 주행 또는 급격한 핸들 작동시의 롤안정성 (rolling stability) 향상 -제동 및 급발진시의 차체 피칭 운동 방지 (anti-dive, anti-squat)

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
• /
• pp.644-649
• /
• 2006

This paper presents a robust and superior control performance of a quarter-vehicle electrorheological (ER) suspension system. In order to achieve this goal, a moving sliding mode control algorithm is adopted, and its moving strategy is tuned by fuzzy logic. As a first step, ER damper is designed and manufactured for a passenger vehicle suspension system, and its field-dependent damping force is experimentally evaluated. After formulating the governing equation of motion for the quarter-vehicle ER suspension system, a stable sliding surface and moving algorithm based on fuzzy logic are formulated. The fuzzy moving sliding mode controller is then constructed and experimentally implemented. Control performances of the ER suspension system are evaluated in both time and frequency domains.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제16권8호
• /
• pp.822-829
• /
• 2006

This paper presents a robust and superior control performance of a quarter-vehicle electrorheological (ER) suspension system. In order to achieve this goal, a moving sliding mode control algorithm is adopted, and its moving strategy is tuned by fuzzy logic. As a first step, ER damper is designed and manufactured for a passenger vehicle suspension system, and its field-dependent damping force is experimentally evaluated. After formulating the governing equation of motion for the quarter-vehicle ER suspension system, a stable sliding surface and moving algorithm based on fuzzy logic are formulated. The fuzzy moving sliding mode controller is then constructed and experimentally implemented. Control performances of the ER suspension system are evaluated in both time and frequency domains.