MR 감쇠기와 FPS를 이용한 하이브리드 면진장치의 수치해석적 연구
Numerical Study of Hybrid Base-isolator with Magnetorheological Damper and Friction Pendulum System
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본 연구에서는 하이브리드 면진장치가 설치된 단자유도 구조물의 동적거동을 예측할 수 있는 수치해석모델을 제안한다. 하이브리드 면진장치는 MR 감쇠기와 마찰진자시스템(FPS)으로 구성된다. MR감쇠기의 동적거동을 모형화하기 위하여 뉴로-퍼지 모델을 사용한다. 다양한 변위, 속도, 전압의 조합을 사용하여 MR 감쇠기의 성능실험을 수행한 후 얻어진 데이터를 이용하여 MR 감쇠기 뉴로-퍼지 모델을 ANFIS로 학습시킨다. FPS의 모형화는 본 연구에서 유도한 비선형 모델식에 근거하여 뉴로-퍼지 모형화방법을 사용하여 이루어진다. 본 연구에서는 MR 감쇠기로 전달되는 제어전압을 조절하기 위하여 퍼지논리제어기를 사용한다. 다양한 지진하중을 사용한 진동대 실험을 통하여 얻은 실험체의 동적응답과와 뉴로-퍼지 모형화방법을 사용한 수치해석의 결과를 비교한다. 뉴로-퍼지 모델을 사용하여 MR 감쇠기와 FPS를 모형화해서 수치해석을 수행한 결과 하이브리드 면진장치의 동적거동을 매우 정확하게 예측할 수 있었다.
Abstract
Numerical analysis model is proposed to predict the dynamic behavior of a single-degree-of-freedom structure that is equipped with hybrid base isolation system. Hybrid base isolation system is composed of friction pendulum systems (FPS) and a magnetorheological (MR) damper. A neuro-fuzzy model is used to represent dynamic behavior of the MR damper. Fuzzy model of the MR damper is trained by ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System) using various displacement, velocity, and voltage combinations that are obtained from a series of performance tests. Modelling of the FPS is carried out with a nonlinear analytical equation that is derived in this study and neuro-fuzzy training. Fuzzy logic controller is employed to control the command voltage that is sent to MR damper. The dynamic responses of experimental structure subjected to various earthquake excitations are compared with numerically simulated results using neuro-fuzzy modeling method. Numerical simulation using neuro-fuzzy models of the MR damper and FPS predict response of the hybrid base isolation system very well.
참고문헌 (22)
- "Design of Seismic Isolated Structures from Theory to Practice" (1999)
- "The role of damping in seismic isolation", 28, pp.1999~ (1999)
- "The current state of base isolation in the Unite States Proc. Second World Conference on Structural Control", (1), pp.1999~ (1999), Kyoto Japan
- "면진구조물의 스마트 내진제어", 한국지진공학회 (2004)
- "MR댐퍼 기반의 스마트 수동제어 시스템", 한국지진공학회, pp.2004~ (2004)
- "Control of sliding-isolated bridge with absolute acceleration feedback", 119(11), pp.1993~
- "Robust control techniques for buildings under earthquake excitation", 23, pp.1994~
- "Control of sliding-isolated buildings using sliding-mode control", 122(2), pp.1996~ (1996)
- "Smart isolation for seismic control JSME Int. J. Ser. C.", (4), pp.2000~ (2000)
- "Intelligent base isolation systems", pp.1999~ (1999), Japan
- "구조물 진동의 반능동 제어를 위한 MR 댐퍼 설계", 한국지진공학회, pp.2004~ (2004)
- "건축구조물의 지진응답제어를 위해 설치된 MR감쇠기의 모델링 방법에 따른 성능 평가", 한국지진공학회 (2004)
- "Fuzzy logic control of bridge structures using intelligent semi- active seismic isolation", pp.1999~ (1999)
- "Neural network and fuzzy logic in structural control", los angeles, pp.21~30 (1994)
- "퍼지관리제어기법을 이용한 지진응답의 능동제어", 5(4) (2001)
- "독립모달퍼지제어를 이용한 다자유도 구조물의 능동제어", 23(5) (2003)
- "MR Damper의 준능동 퍼지제어이론을 이용한 교량구조물의 지진응답제어", 한국지진공학회, pp.2002~ (2002)
- "MR 감쇠기와 FPS를 이용한 하이브리드 면진장치의 퍼지제어" (2005), 한국지진공학회
- "Phenomenological model for magnetorheological dampers", (3), pp.1997~ (1997)
- "Passive and active structural vibration control in civil engineering", Springer-Verlag.
- "Experimental study of FPS system in bridge seismic isolation", (4), pp.1996~ (1996)
- "The Mathworks Inc" (2004), The Mathworks Inc.