시스템식별에 기초한 고층건물의 모델축소 및 능동형 풍진동 제어 = Model Reduction based on System Identification and Active Vibration Control for Tall Buildings subjected to Wind Excitation

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 풍진동제어를 위한 제어기 설계에 있어서 시스템식별에 기반한 모델의 차수 축소가 미치는 영향을 검토하였다. 실제 제어기 설계에 있어서 구조해석 모델이 이용될 수 없고 시스템식별이라는 중간과정을 거쳐서 얻어진 모델이 적용됨을 반영하여 원모델을 대상으로 풍하중에 대한 시간이력해석을 수행하고 이를 기초로 시스템식별을 수행하였다. 시스템식별을 통해 얻어진 상태방정식 모델에 모델축소 기법을 적용하였으며, 시스템식별에서 발생하는 측정잡음이 측정잡음이 모델의 정확도와 제어효과에 미치는 영향을 함께 검토하였다. 또한 모델축소 기법을 적용하여 얻어진 다양한 차수의 모델을 대상으로 제어기를 설계하고 성능을 비교함으로써 모델 차수가 제어효과에 미치는 영향을 검토하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, issues on system identification and model order reduction for vibration control of tall buildings against wind excitation are addressed. System identification of a structural model of a tall building subjected to wind excitation is conducted numerically to construct a reliable model for vibration controller design. Identified models are reduced to low-order models, for which vibration controllers are designed and compared. Effects of the sensor noise on the accuracy of the identified models and control performance are investigated. Also, influence of the reduced order on the control performance is addressed.

참고문헌 (Reference)

1 유은종, "철근콘크리트조 4층 골조건물의 강제진동실험" 한국지진공학회 11 (11): 27-38, 2007

2 김홍진, "부가질량형 감쇠기의 현장실험을 통한 동특성추정" 한국풍공학회 14 (14): 19-27, 2010

3 김요한, "고층건물의 풍하중 유발 구조 및 진동해석" 한국풍공학회 14 (14): 3-8, 2010

4 Simiu, E, "Wind Effects on Structures, 2nd Ed" John Wiley & Sons Inc 1988

5 Peeters, B, "Stochastic system identification for operational modal analysis: a review" 1232 : 659-667, 2001

6 Wu, J.C, "Reduced-order H ∞ and LQR control for wind-excited tall buildings" 20 (20): 222-236, 1998

7 Kareem, A, "Mitigation of motions of tall buildings with specific examples of recent applications" 2 (2): 201-251, 1999