초록 ▼

진동제어 시스템은 적용방법, 사용장소, 제어의 대상에 따라 그 종류가 다양하며 효율이 각각 달라지게 된다. 한가지 제어 시스템으로 구조물에 발생하는 모든 진동에 대처하는 것은 불가능하기 때문에 진동의 발생요인과 특성에 따라 적합한 진동제어 시스템을 선별할 필요가 있다. 이러한 선택과정을 거쳐 제어시스템을 구조물에 적용하기 위해서는 구체적인 공법, 현장 적용방법등 제어이론을 구체적으로 실현하는 과정이 요구된다. 현재 이에 대한 지침이나 시공방법 등은 연구과정에 있으며 외국의 몇몇 회사에서 개별적으로 연구된 자체 기술을 사용하고 있다.

진동제어 시스템은 적용방법, 사용장소, 제어의 대상에 따라 그 종류가 다양하며 효율이 각각 달라지게 된다. 한가지 제어 시스템으로 구조물에 발생하는 모든 진동에 대처하는 것은 불가능하기 때문에 진동의 발생요인과 특성에 따라 적합한 진동제어 시스템을 선별할 필요가 있다. 이러한 선택과정을 거쳐 제어시스템을 구조물에 적용하기 위해서는 구체적인 공법, 현장 적용방법등 제어이론을 구체적으로 실현하는 과정이 요구된다. 현재 이에 대한 지침이나 시공방법 등은 연구과정에 있으며 외국의 몇몇 회사에서 개별적으로 연구된 자체 기술을 사용하고 있다.
본 연구의 목적은 진동제어 시스템을 진동의 특성과 제어의 효율성에 따라 구분하고 실용화단계에서 발생하는 제반문제의 발생 원인과 그 대처방안을 실험을 통하여 검증하며 이러한 과정을 통하여 축적된 기술을 제어 시스템의 현장 시공방법, 실용화와 제품화 단계에서 요구되는 기초자료로 사용하는데 있다.

Abstract ▼

The kinds of vibration control systems are various according to the application methods, installation place, effectiveness, and control object. Because it is impossible that one system control all the possible vibrations in structures, it needs to select control system suitable for the causes and ch

The kinds of vibration control systems are various according to the application methods, installation place, effectiveness, and control object. Because it is impossible that one system control all the possible vibrations in structures, it needs to select control system suitable for the causes and charateristics of vibrations. After this selection process, in order to apply control system to real building structures, engineering techniques such as construction method should be developed.
The first object is the classification of vibration control system according to the characteristics of control system. The second one is the verification of control method in the process of application to practial structures by experiments. The third one is the use of accumulated techniques and knowledge as basic that is required for the construction process and manufacture of control devices.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 참조문...3
• 요약문...4
• EXECUTIVE SUMMARY...6
• 목차...8
• 표목차...12
• CONTENTS...14
• Lists of Tables...18
• 1. 연구의 개요...22
• 1.1 서론...22
• 1.2 연구목적 및 내용...23
• 1.3 연구기관별 세부과제...24
• 1.4 연구추진 방법...26
• 1.5 연구원 체계...27
• 2. 능동제어 실험 연구...28
• 2.1 연구의 목적 및 내용...28
• 2.1.1 연구의 목적...28
• 2.1.2 연구의 내용 및 방법...29
• 2.2 제어시스템 설계 및 제작...31
• 2.2.1 건물모형...31
• 2.2.2 바닥판 진동대...32
• 2.2.3 진동제어장치...38
• 2.2.4 신호처리 시스템...42
• 2.3 제어시스템의 수학적 모델...47
• 2.3.1 해석적 모델...47
• 2.3.2 실험모델...49
• 2.3.3 수치해석...76
• 2.4 능동제어 알고리즘...77
• 2.4.1 필터...77
• 2.4.2 제어 알고리즘...80
• 2.5 실험 결과...84
• 2.5.1 실험의 개요...84
• 2.5.2 각 세부 시스템의 동적 특성...87
• 2.5.3 제어 실험 및 분석...94
• 2.6 신소재를 이용한 구조물의 진동제어 조사...114
• 2.6.1 지능형 소재 시스템 (Smart material systems)...114
• 2.6.2 형상기억합금 (shape memory alloys:SMA)...115
• 2.6.3 Embedded Tagging Methods...118
• 2.6.4 유도변형가력 원리 (Induced Strain Actuation Principle)...118
• 2.6.5 제어가능 유체 (Controllable Fluids)...119
• 2.7 결론...128
• 3. 수동제어장치의 실용화 연구...130
• 3.1 연구목표 및 내용...130
• 3.2 3차원형 건물의 진동제어...132
• 3.2.1 3차원형 건물의 진동특성...132
• 3.2.2 3차원형 건물의 진동제어 특성...143
• 3.2.3 3차원형 건물의 진동실험...153
• 3.3 점탄성 감쇠기에 의한 진동제어...164
• 3.3.1 점탄성 감쇠기 모델링...164
• 3.3.2 점탄성 감쇠기의 실험모델...182
• 3.4 결론...199
• 4. 최적 정방형 TLD 시스템 개발에 관한 연구...200
• 4.1 연구개발 목표 및 내용...200
• 4.2 물 표면 거동 시뮬레이션 프로그램의 개발...203
• 4.2.1 비선형 Wave Motion 이론의 적용...203
• 4.2.2 Wave Motion 해석 프로그램의 구성...207
• 4.3 구조해석 프로그램의 개발...208
• 4.3.1 프로그램의 적용 개념...208
• 4.3.2 프로그램의 data 입력 방법...213
• 4.3.3 프로그램 출력 화일...213
• 4.3.4 프로그램 검증...217
• 4.4 TLD 시스템 개발을 위한 장치 구성...222
• 4.4.1 소형 진동대...222
• 4.4.2 2 방향 진동대...223
• 4.4.3 1 자유도계...225
• 4.4.4 물탱크...226
• 4.4.5 계측 시스템...229
• 4.5 고유진동수의 변화...233
• 4.5.1 실험 환경 및 사용 외력...233
• 4.5.2 수위 변경에 의한 고유진동수의 변화...234
• 4.5.3 진동변위 변경에 의한 고유진동수 변화...238
• 4.6 TLD-1자유도계 상호작용 실험...240
• 4.6.1 TLD-1자유도계 상호작용 모델...240
• 4.6.2 실험장비 셋업...240
• 4.6.3 실험결과...241
• 4.7 결론...247
• 5. TMD를 이용한 수직진동 제어 실험연구...248
• 5.1 연구의 목표 및 내용...248
• 5.1.1 목표...248
• 5.1.2 연구의 내용...248
• 5.2 실 건물의 수직진동 실측...250
• 5.2.1 실측방법...250
• 5.2.2 수직진동의 성능평가 기준...251
• 5.2.3 수진진동의 측정결과 및 평가...252
• 5.3 실험체 제작 및 설계...257
• 5.3.1 실험모델의 설계...257
• 5.3.2 실험 구조모델의 설계...260
• 5.3.3 가진장치...260
• 5.3.4 제어장치...261
• 5.4 실험 및 분석...262
• 5.4.1 실험장비...262
• 5.4.2 해석과 실험모형의 진동특성 비교...262
• 5.4.3 기계 등에 의한 진동발생시 제어 실험 (1 Bay 구조물)...263
• 5.4.4 TMD를 구조물의 고유진동수에 동조시 제어실험 (1 Bay 와 2 Bay 실험)...264
• 5.4.5 모드형상에 따른 TMD의 최적위치 실험...265
• 5.5 결론...276
• 6. 종합...277
• 참고문헌...284
• 부록 A. 진동제어 시스템 조사를 위한 해외 견학...287
• 서지자료...307
• BIBLIOGRAPHIC DATA SHEET...308