Objective: The aim of this study is to review and summarize human vibration measurement process, and necessity and methods of frequency weightings for human vibration. Background: Prolonged human exposure to hand-arm vibration and whole-body vibration can result in a range of adverse conditions and the development of occupational diseases such as vibration white finger. For preventing these adverse effects, it is important to correctly apply human vibration measurement process. Method: This manuscript was based on the review and summary of mechanical and human vibration relevant texts, academic papers, materials obtained through web surfing. Results: This manuscript summarizes human vibration measurement process described in ISO standards and relevant texts. The sensitivity of the human body to mechanical vibration is known to be dependent on both the frequency and direction of vibration. To take this into account, varying frequency weighting functions have been developed, and RMS frequency-weighted accelerations are used as the most important quantity to evaluate the effects of vibration on health. ISO provided nine frequency weighting functions in the form of curves and tables. Researches on frequency weightings are focused on development and validation of new frequency weightings to truly reflect the relationship between vibration exposure and its adverse effects. Application: This would be useful information for systematically applying human vibration measurement and analysis process, and for selecting appropriate frequency weighting functions.
The H$_{\infty}$ algorithms of the mixed weight sensitivity is used for the robust design of the reactor power control system. The mixed weight sensitivity method requires the selection of the proper weighting functions for the loop shaping in frequency domain. The complexity of the system equation and the non-convexity of the problem make it very difficult to determine the weighting functions. The genetic algorithm which is improved and hybridized with the simulated annealing is applied to determine the weighting functions. This approach permits an automatic calculation and the resultant system shows good robustness and performance.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2000.04b
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pp.431-438
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2000
The cost function consists of the weighting functions concerning the structural responses to be controlled and the controller capability. Therefore, the control efficiency depends on the characteristics of the weighting functions. The objective of this paper is the comparative study of the time domain control strategies of LQR and LQG and the frequency domain strategy of H₂ by setting the equivalent weighting functions to the all control strategies. As a result of analysis, LQR strategy is found to be more efficient than other strategies in terms of the response reduction. but the control force is found to be a little highter. As LQG can compensate the limitation of LQR that all state variables should be identified, LQG is more acceptable algorithm than LQR. Furthermore LQG shows a good performance both in the response reduction and the control force. Finally H₂ algorithm is employed to illustrate the importance of weighting filters considering the frequency characteristics of the response and the controller. It Is shown that the H₂ algorithm is found to be the most effective one for the response control with a little control force having a low frequency band.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.62
no.10
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pp.1425-1435
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2013
The useful method for determining parameters of weighting functions used to design the $H_{\infty}$ current controller for attenuating the current ripple due to saliencies which SPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor) also incorporates is described. To analyze the effect, the current ripple due to the structural and the saturation saliencies, the SPMSM model with nonlinear inductance function depending on the two independent variables, rotor position and stator current is simulated. After analysis, parameters of the weighting functions for $H_{\infty}$ current controller is selected to satisfy the robust stability, robust performance and specific performance in time and frequency domain by using the PSO(Particle Swarm Optimization) algorithm in the linear SPMSM model. Especially, the robust performance is proved that the selected weighting functions play a role in reducing the current ripple caused by the saliencies of SPMSM at the desired frequency range by the simple experiment.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.16
no.6
s.111
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pp.658-664
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2006
Shock vibrations are usually experienced in vehicles excited by impulsive input, such as bumps. The frequency weighting functions of the current standards in ISO 2631 and BS 6841 are to help objectively predict the amount of discomfort of stationary vibration. This experimental study was designed to develop frequency weighting shape for shock vibration having various fundamental frequencies from 0.5 to 16Hz. The specks were produced from the response of single. degree-of-freedom model to a half-sine force input. Fifteen subjects used the magnitude estimation method to judge the discomfort of vertical shock vibration generated on the rigid seat mounted on the simulator. The magnitudes of the shocks, expressed in terms of both peak-to-peak value and un-weighted vibration dose values (VDVs) , were correlated with magnitude estimates of the discomfort. The frequency weighting shapes from the correlation were developed and investigated having nonlinearity due to the magnitude of the shock.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers A
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v.52
no.1
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pp.1-8
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2003
This paper presents a novel application method of H$_{\infty}$ optimization method to the design of Power System Stabilizer(PSS) and experimental results through hardware simulator. The approach is focused on decision of performance index and selection strategy of weighting functions together with its tuning for direct design. As the Purpose of the PSS is to increase system damping at very narrow frequency band, weighting functions are determined differently from the case of general servo system control. The designed PSS was confirmed through experiments on a hardware simulator.
In this paper, we get a reduced order controller in $H^{\infty}$ mixed sensitivity problem with weighting functions. For this purpose, we define frequency weighted coprime factor of plant in $H^{\infty}$ mixed sensitivity problem and reduce the coprime factor using the frequency weighted balanced truncation technique. The we design the controller for plant with reduced order coprime factor using J-lossless coprime factorization technique. Using this approach, we can derive the robust stability condition and achieve good performance preservation in the closed loop system with reduced order controller. And it behaves well in both stable plant and unstable plant.t.
Kim, Y.G.;Park, C.K.;Kim, S.W.;Kim, K.H.;Paik, J.S.
Journal of the Korean Society for Railway
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v.13
no.6
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pp.552-558
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2010
Ride comfort of railway vehicles is affected by many factors, such as vibration, noise, smell, temperature, visual stimuli, humidity and a seat design. In general, vibration, which originates from vehicle motion, is considered as the primary concern. In evaluating the ride comfort, relationship between passenger's feeling and vibration characteristics is very important because human feeling is dependent on frequency spectrum of vibration. Therefore, the weighing functions in frequency domain are used to evaluate the ride comfort of railway vehicles. In the present paper, we have analyzed the characteristics of the frequency weighting curves defined in many standards and reviewed the effect resulting from their difference on the ride comfort.
Min, Kyung-Won;Kim, Jin-Koo;Kim, Sung-Choon;Chung, Lan
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.14
no.2
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pp.173-179
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2001
성능지수는 제어 대상이 되는 구조물의 응답과 제어기의 성능에 관한 가중함수로 구성되어 있다. 따라서 가중함수의 설계에 따라 성능지수가 변화되며 제어 효율이 달라진다. 본 논문에서는 최적 능동제어 알고리듬의 일종인 시간 영역에서의 성능지수를 고려한 LQR기법과 LQG기법 및 주파수 영역에서의 성능지수를 고려한 H₂기법에 대하여 동일한 가중함수를 적용하여 제어 성능인 제어율과 제어력을 비교하는데 목적을 두고 있다. 그러나, LQG기법은 모든 상태 변수를 알아야 하는 LQR기법의 한계를 극복할 수 있으며 LQR기법과 동일 수준의 제어율과 제어력을 보이고 있고 출력 제어라는 장점을 고려하면 현실적인 기법이라고 말할 수 있다. 마지막으로 구조물 응답과 제어기의 주파수 특성을 고려하여 주파수 필터의 가중함수를 설계하는 H₂기법을 분석하였다. H₂기법은 제어력을 저주파수 영역에 집중시킬 수 있기 때문에 구조물 응답을 효과적으로 제어할 수 있는 방법으로 분석되었다.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.28
no.10
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pp.1467-1474
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2004
In this study, a new damage identification method for beam-like structures with a fatigue crack is proposed. which does not require comparative measurement on an intact structure but require several measurements at different level of excitation forces on the cracked structure. The idea comes from the fact that dynamic behavior of a structure with a fatigue crack changes with the level of the excitation force. The 2$^{nd}$ spatial derivatives of frequency response functions along the longitudinal direction of a beam are used as the sensitive indicator of crack existence. Then, weighting function is employed in the averaging process in frequency domain to account for the modal participation of the differences between the dynamic behavior of a beam with a fatigue crack at the low excitation and one at the high excitation. Subsequently, a damage index is defined such that the location and level of the crack may be identified. It is shown from the analysis of vibration measurements in this study that comparison of frequency response characteristics of a beam with a single fatigue crack at different level of excitation forces enables an effective detection of the crack.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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