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불규칙 가진을 받는 포화 진동계의 응답제어에 관한 확률밀도 추정
Approximate Probability Density for the Controlled Responses of Randomly Excited Saturated Oscillator

박지훈   ((주)마이다스아이티CC0169395  ); 김홍진   (단국대학교 내진/리모델링 연구센터UU0000336  ); 민경원   (단국대학교 건축공학과UU0000336  );
  • 초록

    제어기 포화를 고려한 비선형 제어 알고리듬은 폭넓게 연구되었으나 비선형성과 확률밀도함수(PDF)의 해석해가 존재하지 않기 때문에 알고리듬의 확률적 연구가 미진하여 왔다. 본 연구에서는, 제어기포화를 고려한 비선형 제어 알고리듬의 확률적 해석 방법이 등가 비선형 시스템 방법에 기초하여 제안되었다. 가우시안 백색잡음과 Kanai-Tagimi 필터통과 백색잡음에 의한 구조물 응답에 대하여 제안된 PDF 근사식을 이용하여 얻어진 결과를 통계적으로 얻어진 구조물 응답 PDF와 비교하여 정확성을 검증하였다.


    The non linear control algorithm with actuator saturation for a randomly excited oscillator has been widely explored and has shown promising results, but the probabilistic analysis of the algorithm has been rarely made due to its non-linear nature and the fact that the analytical solution of probability density function (PDF) for controlled responses does not exist. In this paper, a method for the probabilistic analysis on the non linear control algorithm with actuator saturation is proposed based on the equivalent non linear system method. Numerical examples are given to verify the approximation solution of PDF comparing to a statistically obtained PDF using a Gaussian white noise and a Kanai - Tagimi filtered Gaussian white noise.


  • 주제어

    확률밀도함수 .   비선형제어알고리즘 .   제어기포화 .   뱅뱅제어.  

  • 참고문헌 (6)

    1. Cai, G. Q. and Lin, Y. K. 'A New Approximate Solution Technique for Randomly Excited Non- linear Oscillators', International Journal of Non -Linear Mechanics, Vol.23, No.5-6, 1988, pp.409-420 
    2. Wu, Z. and Soong, T. T., 'Modified Bang- Bang Control Law for Structural Control Implementation', ASCE Journal of Engineering Mechanics, Vol.122, No.8, 1996, pp.771-777 
    3. 마호성, 'Fokker-Planck 방정식의 Path-Integral Solution을 이용한 구분적 선형시스템의 비선형 동적거동 분석', 한국전산구조공학회 논문집, 제12권 제2호, 1999, pp.251-264 
    4. Clough, R. W. and Penzien, J., Dynamics of Structures, McGraw-Hill, NY, 1993 
    5. Soong, T. T. and Grigoriu, M., Random Vibration of Mechanical and Structural Systems, Prentice-Hall Inc., NJ, 1993 
    6. Cai, G. Q., Huang, J., Sun, F., and Wang, C., 'Modified Sliding-Mode Bang-Bang Control for Seismically Excited Linear Structures', Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol.29, No.11, 2000, pp.1647-1657 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. 2004. "Observer Kalman Filter Identification of a Three-story Structure installed with Active Mass Driver" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, 17(2): 161~169     

 저자의 다른 논문

  • 민경원 (45)

    1. 2001 "확률적 가진입력을 받는 건축구조물의 최대응답 제한을 위한 선형이차안정기의 최적설계" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 5 (6): 37~46    
    2. 2002 "MR 감쇠기를 이용한 구조물의 변형된 슬라이딩 모드 제어" 한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering 12 (3): 243~250    
    3. 2002 "지진을 받는 다자유도 건물의 μ합성 제어기 설계 및 검증실험" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 6 (6): 41~48    
    4. 2002 "안산암골재를 사용한 콘크리트 구조물의 비파괴 압축강도 추정" 콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute 14 (1): 1~7    
    5. 2002 "점탄성 감쇠기의 비선형거동을 고려한 선형모델 해석" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection 6 (1): 171~177    
    6. 2003 "점탄성 감쇠기 적용을 위한 실물크기 5층 건물의 가진 및 시스템 식별" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (3): 1~7    
    7. 2003 "점탄성 감쇠기가 설치된 실물크기 5층 건물의 진동실험: 감쇠기의 설계 및 응답실험" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (3): 9~15    
    8. 2003 "TMD와 TLCD의 지진응답에 대한 제어성능 평가 연구" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (5): 85~91    
    9. 2003 "지진하중을 받는 구조물의 성능에 기초한 마찰감쇠기 설계" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (6): 17~24    
    10. 2004 "포화현상을 고려한 슬라이딩 모드제어기의 최대제어력 산정" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 8 (2): 1~8    

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