사장 케이블 제진용 스마트 감쇠 시스템에 대한 실험적 연구
An Experimental Study on Smart Damping System for Suppressing of Stay Cable
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초록
사장케이블은 감쇠비가 매우 작기 때문에 풍하중과 활하중에 의한 진동에 매우 민감하다. 이에 따라 사장교의 안정성과 사용성에 있어서 케이블의 진동제어가 중요한 문제로 대두되어왔다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 공기역학적 방법이 소극적으로 사용되어 왔으나, 최근 감쇠기를 설치함으로써 케이블의 진동을 효과적으로 제어할 수 있다는 연구 결과들이 발표되었다. 특히 스마트 감쇠 장치는 수동 감쇠기보다 우수한 효과를 발휘하면서 능동 제어 장치의 단점을 보완하여 케이블의 진동제어에 매우 효율적이다. 본 논문에서는 실험을 통하여 이러한 스마트 감쇠 장치를 케이블에 설치하였을 때의 감쇠 성능을 비교 분석하였다. 44.7 m 규모의 사장 케이블에 스마트 감쇠 시스템을 구축하고, 그 성능을 평가하였다. 스마트 감쇠 시스템은 계측기를 통하여 케이블의 거동을 인식하고 제어 알고리즘에 따라 반능동 MR 감쇠기를 제어하여 케이블의 진동을 억제하게 된다. 실험 결과에 따르면, 스마트 감쇠 시스템에 의한 케이블 제진 성능이 수동 제어 시스템의 감쇠 성능에 비해 조금 우수하였다.
Abstract
Stay cables, such as are used in cable-stayed bridges, are prone to vibration due to their low inherent damping characteristics. Several methods have been proposed and implemented to mitigate the cable vibration, though each has its limitations. Recently some studies have shown that semiactive dampers can potentially achieve performance levels nearly the same as comparable active devices with few of the detractions. This thesis presents the results of a study to evaluate the performance of semiactive dampers for mitigating the vibration of stay cables in experimental way. In experimental study on semiactive cable vibration control, the full-scale stay cable, which is the same as used for the in-service cable-stayed bridge in Korea, is considered. Semiactive control system which consists of digital controller, experimental sensors, and MR dampers is established. The performances of the several control strategies for the semiactive control system have been compared with those of the passive-type control systems employing MR dampers.
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