장경간 교량 수직진동 제어를 위한 능동형 질량 댐퍼
An Active Mass Damper System to Control Vertical Vibration of a Long-span Bridge
5
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
장경간 교량의 낮은 감쇠비로 인하여 발생하는 구조물의 진동은 구조물의 안전성 및 사용성에 부정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 시공 중인 교량에 지배적으로 발생하는 연직 방향 진동을 제어하기 위하여 능동형 질량댐퍼(AMD)를 연구하였다. 대상 사장교의 동특성을 조사하기 위하여 모드 해석이 수행되었으며 이를 바탕으로 제어 성능과 설치 공간에 적합한 AMD를 설계하기 위하서 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어 알고리즘을 사용하였다. 성능 검증을 위하여 건설 단계의 대상 구조물과 AMD를 1/10.5의 상사비로 축소시킨 시작품을 설계, 제작하였으며, 시스템 식별을 수행하여 Linear Quadratic Gaussian (LQG) 제어 알고리즘을 적용하였다. 성능 실험 결과 AMD 제어 시에 높은 제어 효과를 구현하였으며, 실험 결과를 수치해석과 비교를 통하여 제어기 설계의 타당성을 확인하였다.
Abstract
Wind-induced vibration of a long-span bridge which has small damping affects the serviceability and eventhe structural safety. In this paper, an active mass damper (AMD) system is proposed to reduce the vertical vibrationof long-span bridges under construction stage which is most vulnerable to wind. Modal analysis is performed toexamine the dynamic characteristics of a targeted cable-stayed bridge and AMD design specifications are determinedconsidering control ability and limited installable area. An equivalent model of the bridge under construction ismanufactured with 1/10.5 scale and AMDs scaled with a corresponding ratio are installed on the model to evaluateits performance. Based on system identification results of the scaled system, an LQG algorithm is designed and appliedto the controller. The test results show that the structural vibration in vertical direction is considerably decreased underthe proposed control system operation.
참고문헌 (6)
- 김영민, "장교의 시공중 TMD 에 의한 제진 방안", 한국풍공학회 학술발표회논문집, (11), pp.243~248 (2008)
- 황재승, "변동마찰형 TMD를 이용한 초장주기 구조물의 진동제어", 한국풍공학회지, 15(1), pp.3~9 (2011), 한국풍공학회
- 사장교 완성계 안정화시스템 및 진동제어시스템개발 2 단계 보고서, 연구보고서, "김윤석", 국토해양부 , 한국건설교통기술평가원, ~ (2013)
- 홍은애, "AMD를 이용한 건물의 풍직각방향 응답 제어 - 테크노마트 건축물 적용을 중심으로 -", 한국풍공학회지, 17(1), pp.3~11 (2013), 한국풍공학회
- 황재승, "공력진동실험에 의한 모달 풍하중 산정기법 검증", 대한건축학회논문집 구조계, 24(2), pp.43~51 (2008), 대한건축학회
- Lee, S.W, "Active mass damper system for vertical vibration of a long-span bridge under wind loads", Proc, the 15 th Asia Pacific Vibration Conference (2013)