한국지진공학회논문집 (Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea)

  • 제8권2호
  • /
  • Pages.1-8
  • /
  • 2004
  • /
  • 1226-525X(pISSN)
  • /
  • 2234-1099(eISSN)
한국지진공학회 (Earthquake Engineering Society of Korea)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

포화현상을 고려한 슬라이딩 모드제어기의 최대제어력 산정

Maximum Control Force for Sliding Mode Controller with Saturation Problem

  • 이상현 (서울대학교 공학연구소) ;
  • 민경원 (단국대학교 건축대학 건축공학과) ;
  • 김홍진 (포항산업과학 연구원) ;
  • 이영철 (단국대학교 건축대학 건축공학과)
  • 발행 : 2004.04.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

제어효과가 탁월한 능동제어알고리듬의 하나인 슬라이딩 모드제어(SMC)는 지진력을 받는 구조물의 제어를 위해 매우 큰 크기의 제어력을 요구한다. 따라서, SMC의 설계에 있어 제어기의 포화문제는 반드시 고려되어야 한다. 본 논문은 설계응답스펙트럼에 따른 구조율의 복원력을 이용하여 제어기의 최대 제어력을 결정하는 방법을 제안한다. 한 개 혹은 다수의 제어장치를 설치한 다층건물의 수치해석 결과는 제안된 방법이 지진하중을 받는 구조물의 포화 슬라이딩모드제어에 유효함을 보며준다.

Sliding mode control (SMC), which is one of active control algorithms showing remarkable control performance, requires the excessive control force for control of seismically excited civil structures. Therefore, controller saturation should be considered in design of SMC. In this study, a method for determining the maximum control force is developed in terms of the fraction of the lateral restoring force using a design response spectrum. Numerical analyses of MDOF structures with one or multiple control devices verify the effectiveness of the proposed method for the control of seismically excited civil structures with saturation problem.

키워드

참고문헌

  1. 민경원, 이영철, 박민규, "구조물의 에너지를 고려한 LQR 및 ILQR제어기의 가중행렬", 한국지진공학회 논문집, 제6권, 제6호, 2002, pp. 49-53. https://doi.org/10.5000/EESK.2002.6.6.049
  2. Utkin V. I., Sliding modes in control and optimization, Springer Verlag, New York, NY, 1992.
  3. 이상현, 정진욱, 민경원, 강경수, "Lyapunov 함수의 목표 변화율을 이용한 가진된 건물의 슬라이딩 모드 제어", 한국지진공학회 논문집, 제5권, 제3호, 2001, pp. 73-78.
  4. Yang J. N., Wu J. C., Agrawal A. K., and Li Z., "Sliding mode control for seismic-excited linear and nonlinear civil engineering structures," Technical Report NCEER-95-0017, National Center for Earthquake Engineering Research, State University of New York at Buffalo, 1994.
  5. Kobori T. and Kamagata S., "Dynamic intelligent buildings - active seismic response control," in Intelligent structures-2 edited by Wen YK, Elsevier Applied Science, New York, NY, 1992.
  6. Sadek F., Mohraz B., and Riley M. A., "Linear procedures for structures with velocity dependent dampers," Journal of Structural Engineering, Vol. 126, 2000, pp.887-895. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2000)126:8(887)
  7. Chopra A. K., Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 2001.
  8. Cai G. P., Huang J. Z., Sun F., and Wang C., "Modified sliding-mode bang-bang control for seismically excited linear structures," Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 29, 2000, pp. 1647-1657. https://doi.org/10.1002/1096-9845(200011)29:11<1647::AID-EQE981>3.0.CO;2-4
  9. Slotine J. J. and Li W., Applied Nonlinear Control, Prentice-Hall, Englewood Cliff, NJ, 1991.
  10. Kim S. B. and Yun C.B., "Sliding mode fuzzy control: theory and verification on a benchmark structure," Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 29, 2000, pp. 1587-1608. https://doi.org/10.1002/1096-9845(200011)29:11<1587::AID-EQE974>3.0.CO;2-W