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OKID를 이용한 실험 건물모델의 시스템 식별 실험
Observer Kalman Filter Identification of a Three-story Structure installed with Active Mass Driver

주석준   (주식회사 티.이.솔루션  ); 이상현   (서울대학교 공학연구UU0000691  ); 민경원   (단국대학교 건축대학 건축공학과UU0000336  );
  • 초록

    본 논문은 축소 3층 건물의 최상층에 능동질량형 제어장치를 설치한 시스템에 관한 식별실향분석이다. OKID기법을 적용하여 진동대 및 제어장치의 가진 입력과 건물 및 제어장치의 응답인 출력관계를 분석하여 수학모델을 구하였다. 제어장치가 설치된 건물에 관한 입력은 진동대에 의한 지반가속도와 제어장치 모터의 구동신호이다 그리고 출력은 건물 각층과 제어장치의 가속도이다. 입출력 관계로 구하여진 수학모델을 바탕으로 제어장치의 최적설계를 수행하였으며 수치해석과 실험결과를 비교한바 서로 일치함을 확인할 수 있었다.


    This paper deals with system identification of a three-story building model with active mass damper (MID) for the controller design. Observer Kalman filter identification (OKID) technique is applied to find the relationship between the experimental results of the input and output. The inputs to the building model with MID are ground accelerations and motor command signal, which are, respectively, simulated earthquake and equivalent control force. The outputs are each floor acceleration and MID acceleration. The MID controller is designed based on the experimentally identified building system. Finally it is shown that experimental results agree accurately with simulated results.


  • 주제어

    시스템식별 .   관측기 .   칼만필터 .   능동질량감쇠기 .   최소구현 .   고유치.  

  • 참고문헌 (14)

    1. 민경원, 박지훈, 김홍진, '불규칙 가진을 받는 포화 진동계의 응답제어에 관한 확률밀도 추정', 한국전산구조공학회논문집, 제16권, 제3호, 2003, pp.301-309     
    2. Min, K. W., Hwang, J. S., Lee, S. H. and Chung, L., 'Probabilistic approach for active control based on structural energy', Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2003, pp.2301-2318 
    3. Brad, A., John, C.'Identification of base-excited structures using output-only parameter estimation', Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 33, 2004, pp.133-155 
    4. Phan, M. 'Improvement of observer/kalmanfilter identification by residual whitening', Journal of Astronautical Sciences, Vol. 40, 1992, pp.261-279 
    5. 김태호, 이동근 '복수 절점에 가진되는 건물 바닥판의 해석을 위한 응답스펙트럼 해석법의 응용', 한국전산구조공학회논문집, 제15권, 제1호,2002, pp.21-32     
    6. 고현무, 박관순, 박원석, 이규석 '시간지연효과 및 설계제한조건을 고려한 구조물 진동의 능동제어' 대한토목학회논문집, 제16권, 1996, pp. 715-724 
    7. Dyke,S. J, 'Implementation of an AMD Using Accelerlation feedback Control', SIAHSCl, 1995, pp.305-323 
    8. 이종순, 조효남, 허정원, 이성칠, '제한된 모드형상을 이용한 개선된 손상평가 알고리즘' 한국전산구조공학회논문집, 제15권, 제1호, 2002, pp.127-136     
    9. 김진구, 최현훈, '좌굴방지 가새가 설치된 건물의 지진응답', 한국전산구조공학회논문집, 제15권, 제2호, 2002, pp.197-207     
    10. Calise, A. J., Craig, J. I. and Gong, G., 'Experimental robust control on a laboratory model of a six story building', Proceeding of the American control conference, Philadelphia, 1998 
    11. Lu, H., Betti, R. and Longman, R. W., 'Identification of linear structural systems using earthquake-induced vibration data', Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 28, 1999, pp.1449-1467 
    12. Lu, H., Betti, R. and Longman, R. W., 'Obtaining refined first-order predictive models of linear structural systems, 'Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 31, 2002, pp.1413-1440 
    13. Juang, J. N., 'Applied system identification', prentice-Hall, 1994. 
    14. Lim, K. B., Balas, G. J. and Anthony, T. C., 'Minimum-norm model validating identification for robust control', AIAA, Paper No. 96-3717 

 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 "불규칙 가진을 받는 포화 진동계의 응답제어에 관한 확률밀도 추정" 한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea 16 (3): 301~309    
    9. 2003 "TMD와 TLCD의 지진응답에 대한 제어성능 평가 연구" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (5): 85~91    
    10. 2003 "지진하중을 받는 구조물의 성능에 기초한 마찰감쇠기 설계" 한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea 7 (6): 17~24    

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