Robust control design of a smart building structure

• Autorzy: Marinova D. G. , Stavroulakis G. E.

Warianty tytułu

PL

Projektowanie sterowania odpornego w "inteligentnych" konstrukcjach budowlanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an application of a design method of robust H... optimal controI to a structural controI system. A dynamic model for a building structure under earthquake and wind excitations is considered. Structured uncertainties are introduced to reflect errors between the model and the reality. To obtain the best possible performance in the face of uncertainties, rob ust H... optimal controI for the active controI structure is used. Relevant numerical techniques, which have been implemented wit h the help of MATLAB routines, are applied to solve the formulated structural contral problem. By proper selection of the weight factor, the seismic response of the building structure can be reduced considerably. Numerical results show high robust performance of the proposed method.

PL

Praca przedstawia aplikację metody projektowania optymalnego sterowania odpornego H... dla celów konstrukcyjnych. Rozważono dynamiczny model konstrukcji budowlanej poddanej obciążeniu trzęsieniem ziemi oraz wiatrem. Wprowadzono niepewność strukturalną do modelu, aby odzwierciedlić błędy wynikające z różnic między modelem i budynkiem rzeczywistym. Do uzyskania najlepszego działania układu sterowania w obecności założonego poziomu niepewności parametrów użyto w analizowanej aktywnej konstrukcji tzw. sterowania odpornego H... . W rozwiązywaniu problemu sterowania zastosowano symulacje numeryczne wspomagane gotowymi procedurami zaczerpniętymi ze środowiska MATLAB. Poprzez odpowiedni dobór współczynnika wagi uzyskano znaczący efekt redukcji wrażliwości sejsmicznej budynku. Wyniki badań pokazały wysoką odporność zaproponowanego układu sterowania.

Słowa kluczowe

EN

robust control; structural controI; applied optimization; uncertainty system

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 45 nr 1
• Strony: 73--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Marinova D. G.

autor

Stavroulakis G. E.

• Department of Aplied Mathematics and Informatics, Technical University of Sofia, Bulgaria,

Bibliografia

• 1. Arvanitis K.G., Zacharenakis E.C., Soldatos A.G., Stavroulakis G.E., 2003, New trends in optimal structural control, Selected Topics in Structronic and Mechatronic Systems, A. Belyaev, A. Guran (Edit.), Chapter 8, 321-416, World Scientific, Singapore
• 2. Baniotopoulos C.C., Plalis T.A., 2002, Wind Action on Civil Engineering Structures According to Eurocode 1-2.4 and Applications on Slender Structures, KTIRIO-Scientific Publication A
• 3. Hounser G.W., Bergman L.A., 1997, Structural control: past, present and future, Journal of Engineering Mechanics, 123, 9, 897-971
• 4. Jabbari F., Schmitendorf W.E., Yang W.E., 1995, H1 control for seismic-excited buildings with acceleration feedback, J. Engineering Mechanics, 121, 994-1002
• 5. Kobori T., 1956, Quake Resistant and Nonlinear Problems of the Structural Vibrations to Violent Earthquake, J. Kyoto University Disaster Prevention Laboratory, 5th Anniversary Edition, 116-124
• 6. Kobori T., Minai R., 1960, Analytical study on active seismic response control: seismic-response-controlled structure, Trans. Architectural Institute of Japan, 66, 257-260
• 7. Marinova D.G., Stavroulakis G.E., 2002, Optimal control for smart structures, Proc. 28th Int. Summer School AMEE, Bulgaria, 208-215
• 8. Marinova D.G., Stavroulakis G.E., Zacharenakis E.C., 2002, Numerical experiments in optimal structural control, 4th GRACM Congress on Computational Mechanics, GRACM 2002, Greece
• 9. Packard A., Doyle J.C., 1993, The complex structured singular value, Automatica, 29, 71-109
• 10. Smith H.A., Chase J.G., 1994, Robust disturbance rejection using H1 control for civil structures, Proc. First World Conf. on Struct. Control, TP4, 33-42
• 11. Suhardjo J., Spencer B.F., Kareen A., 1992, Frequency domain optimal control of wind exited buildings, J. Engrg. Mech., ASCE, 118, 12, 2463-2481
• 12. Zacharenakis E.C., 1997, On the disturbance attenuation and H1 optimization in structural analysis, ZAMM, 77, 189-195
• 13. Zhou K., 1998, Essentials of Robust Control, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ