• 한국지진공학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.63-71
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• 2002

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 본 연구에서는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 대용량 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여, Bingham 모델, Bouc-Wen 모델, 수정된 Bouc-HWen 모델과 같이 수치해석에 이용할 수 있는 다양한 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권2호
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• pp.177-201
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• 2014

With the increased size and flexibility of the tower and blades, structural vibrations are becoming a limiting factor towards the design of even larger and more powerful wind turbines. Research into the use of vibration mitigation devices in the turbine tower has been carried out but the use of dampers in the blades has yet to be investigated in detail. Mitigating vibrations will increase the design life and hence economic viability of the turbine blades and allow for continual operation with decreased downtime. The aim of this paper is to investigate the effectiveness of Semi-Active Tuned Mass Dampers (STMDs) in reducing the edgewise vibrations in the turbine blades. A frequency tracking algorithm based on the Short Time Fourier Transform (STFT) technique is used to tune the damper. A theoretical model has been developed to capture the dynamic behaviour of the blades including the coupling with the tower to accurately model the dynamics of the entire turbine structure. The resulting model consists of time dependent equations of motion and negative damping terms due to the coupling present in the system. The performances of the STMDs based vibration controller have been tested under different loading and operating conditions. Numerical analysis has shown that variation in certain parameters of the system, along with the time varying nature of the system matrices has led to the need for STMDs to allow for real-time tuning to the resonant frequencies of the system.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.101-110
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• 2011

현재 건축 및 토목 구조물의 진동제어에 있어서 준능동제어에 대한 연구가 많이 수행되고 있으며 준능동제어 시스템은 수동제어와 능동제어의 장점을 가지고 있다. 최근 적은 전기 에너지로 제어가 가능한 MR 감쇠기가 개발되어 준능동제어 분야에 적용되고 있으며 이러한 MR 감쇠기를 스마트 감쇠기라 불리고 있다. 본 논문에서는 실시간으로 제어가 가능한 MR 감쇠기를 인접한 두 건축물 사이에 설치하여 제어성능을 알아보고자 한다. 또한, groundhook과 skyhook 제어 알고리즘을 결합한 복합제어 모델을 인접한 건축물의 진동제어에 적용하여 복합제어 모델의 제어성능을 알아보고자 한다. 복합제어 모델을 적용하여 인접한 두 건축물의 진동제어 성능을 분석한 결과, 복합제어 모델이 인접한 두 건축물의 진동제어에 매우 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.344-349
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• 2009

본 논문은 헬기용 주륜 착륙장치의 성능을 향상시킬 목적으로 반능동형 착륙장치를 도입하였다. 상용 유한요소 코드를 이용하여 자기장해석을 한 MR 댐퍼를 완충기에 적용 하였다. 착륙 거동 시 내력으로 발생되는 공기력과 감쇠력의 합을 일정하게 유지시키는 개념의 하중제어기법을 적용하여 반능동형 착륙장치의 제어기를 구성하였다. 다른 형태의 수동형 및 스카이 훅 제어 반 능동형 착륙장치와 함께 ADAMS를 이용한 낙하 시뮬레이션을 수행하였고 착륙특성에 대한 성능평가를 위해 그 결과들을 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권5호
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• pp.675-684
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• 2017

In this paper, a hybrid seismic response control (HSRC) system was developed to control bridge behavior caused by the seismic load. It was aimed at optimum vibration control, composed of a rubber bearing of passive type and MR-damper of semi-active type. Its mathematical modeling was driven and applied to a bridge model so as to prove its validity. The bridge model was built for the experiment, a two-span bridge of 8.3 meters in length with the HSRC system put up on it. Then, inflicting the EI Centro seismic load on it, shaking table tests were carried out to confirm the system's validity. The experiments were conducted under the basic structure state (without an MR-damper applied) first, and then under the state with an MR-damper applied. It was also done under the basic structure state with a reinforced rubber bearing applied, then the passive on/off state of the HSRC system, and finally the semi-active state where the control algorithm was applied to the system. From the experiments, it was observed that pounding rather increased when the MR-damper alone was applied, and also that the application of the HSRC system effectively prevented it from occurring. That is, the experiments showed that the system successfully mitigated structural behavior by 70% against the basic structure state, and, further, when control algorithm is applied for the operation of the MR-damper, relative displacement was found to be effectively mitigated by 80%. As a result, the HSRC system was proven to be effective in mitigating responses of the two-span bridge under seismic load.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.858-859
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• 2011

• Smart Structures and Systems
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• 제10권6호
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• pp.557-572
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• 2012

This paper focuses on the vibration control of long-span reticulated steel structures under multi-dimensional earthquake excitation. The control system and strategy are constructed based on Magneto-Rheological (MR) dampers. The LQR and Hrovat controlling algorithm is adopted to determine optimal MR damping force, while the modified Bingham model (MBM) and inverse neural network (INN) is proposed to solve the real-time controlling current. Three typical long-span reticulated structural systems are detailedly analyzed, including the double-layer cylindrical reticulated shell, single-layer spherical reticulated shell, and cable suspended arch-truss structure. Results show that the proposed control strategy can reduce the displacement and acceleration effectively for three typical structural systems. The displacement control effect under the earthquake excitation with different PGA is similar, while for the cable suspended arch-truss, the acceleration control effect increase distinctly with the earthquake excitation intensity. Moreover, for the cable suspended arch-truss, the strand stress variation can also be effectively reduced by the MR dampers, which is very important for this kind of structure to ensure that the cable would not be destroyed or relaxed.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.315-320
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• 2010

본 논문은 헬기용 주륜 착륙장치의 기본 성능 향상 뿐 만 아니라 Fail-Safe 성능 및 소모 전력량을 개선할 목적으로, 전자석에 영구자석을 장착한 하이브리드 MR댐퍼형의 반능동제어 착륙장치를 도입하였다. 영구자석 위치에 따른 비교연구와 자기장 해석을 통해 원하는 제어력이 발생하는 MR댐퍼를 설계하였고 착륙 거동 시 내력으로 발생되는 공기력과 감쇠력의 합을 특정 값에서 일정하게 유지시키는 개념의 하중제어기법을 제어기로 적용하였다. 하이브리드 MR댐퍼를 이용한 하중제어의 착륙장치에 대하여 구성한 ADAMS 모델을 기반으로 낙하 시뮬레이션을 수행하였고 착륙특성에 대한 성능평가로 성능 개선을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.479-486
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• 2019

레이다는 한정된 시간내에 효과적인 임무수행을 위해 광역빔을 이용한다. 본 논문에서는 완전 디지털 능동배열레이다의 광역빔 설계에 적용 가능한 위상조정 convex 최적화 알고리즘을 제안한다. 먼저 SDR(SemiDefinite Relaxation) 개념을 적용하여 제한 조건을 완화시켜 non-convex 집합을 convex 집합으로 전환한다. 그 후 배열소자의 크기를 어느 정도 고정하고 위상만을 조정하도록 제한조건을 적용하고, 고유값 분해를 통해 획득한 고유값의 합을 최소화하도록 최적화 과정을 수행하였다. 기존 유전알고리즘 적용결과와의 비교를 통해 제안된 알고리즘이 소자의 위상값만을 이용한 광역빔 설계에 효과적임을 확인하였고, 완전 디지털 능동배열레이다를 이용하는 차기호위함/구축함에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.41-48
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• 2021

A smart tuned mass damper (TMD) is widely studied for seismic response reduction of various structures. Control algorithm is the most important factor for control performance of a smart TMD. This study used a Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) among reinforcement learning techniques to develop a control algorithm for a smart TMD. A magnetorheological (MR) damper was used to make the smart TMD. A single mass model with the smart TMD was employed to make a reinforcement learning environment. Time history analysis simulations of the example structure subject to artificial seismic load were performed in the reinforcement learning process. Critic of policy network and actor of value network for DDPG agent were constructed. The action of DDPG agent was selected as the command voltage sent to the MR damper. Reward for the DDPG action was calculated by using displacement and velocity responses of the main mass. Groundhook control algorithm was used as a comparative control algorithm. After 10,000 episode training of the DDPG agent model with proper hyper-parameters, the semi-active control algorithm for control of seismic responses of the example structure with the smart TMD was developed. The simulation results presented that the developed DDPG model can provide effective control algorithms for smart TMD for reduction of seismic responses.