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系統識別號 U0026-2607201901094700
論文名稱(中文) 配置 LSCMD 多自由度系統之類比式硬體模擬試驗
論文名稱(英文) Analog Hardware Simulation Test for Multi-Degree-Of-Freedom System Equipped with LSCMD
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 黃智遠
研究生(英文) Jhih-Yuan Huang
學號 N66061139
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 141頁
口試委員 指導教授-朱世禹
口試委員-林其璋
口試委員-洪李陵
口試委員-張長菁
口試委員-方中
中文關鍵字 振動台試驗  即時複合試驗  類比式硬體模擬  數值模擬  誤差探討  槓桿式勁度可控質量阻尼器  半主動控制 
英文關鍵字 Shaking Table Test  Real Time Hybrid Testing  Analog Hardware Simulation  Numerical Simulation  Error Discussion  Leverage-type Stiffness Controlled Mass Damper  Semi-Active Control 
學科別分類
中文摘要 一個結構控制系統安裝於建物上是否能有效發揮其預期功效,進行振動台試驗為較準確之方法,不過考量經濟性及效率性方面之問題,使得振動台試驗往往並非首選,因此也有即時複合試驗概念之提出,即時復合試驗將次結構置於振動台上,並回授次結構系統之層間總剪力進行數值運算,同時以振動台呈現主結構系統之反應,為一種實現主結構與次結構互制之即時實驗技術,不過,即時複合試驗之結果尚存在著不同誤差,例如:訊號傳輸誤差、模型誤差等,因此本文欲建立一套類比式硬體模擬架構模擬多自由度系統配置槓桿式勁度可控質量阻尼器(LSCMD)之行為,並將模擬結果與數值模擬及即時複合試驗結果進行比較,試著探討不同誤差來源對實驗結果造成之影響。類比式硬體模擬架構除了能協助我們探討不同誤差來源對實驗結果造成之影響以外,這套架構還有其方便性存在,它可以在往後進行即時複合試驗甚至是振動台試驗之前,初步篩選機構可承受之最大震波,避免實驗時震波過大導致機構無法負荷造成有破壞之情形發生;另外,這套架構也有助於我們初步判斷一組機構設計參數是否能有效控制主結構,若模擬結果顯示有效,可再將機構設計出來,進一步考慮是否再進行即時複合試驗或是振動台試驗。
英文摘要 Shaking table test is a more precise way to find out whether a (structure control system) could effectively achieve the expected result; however, with consideration of economy and efficiency, shaking table test isn’t often the first choice. Therefore, a concept of real time hybrid testing has been proposed, but having say that, errors could still happen, including time delay effect, model error, etc.; hence, this study constructed analog hardware simulation architecture to simulate the (multi-degree-of-freedom system equipped with LSCMD) and made comparison between the simulation result and the results of numerical simulation and real time hybrid testing, respectively, in order to discuss the impact on result caused by various error resources. The result of this study shows that analog hardware simulation architecture could not only helps find out the impact of experimental results between various error resources, but also provides convenience. It can be used to preliminary estimated the maximum seismic wave before we started the real time hybrid testing or shaking table test.
論文目次 論文摘要 I
誌謝 VI
目錄 VII
表目錄 X
圖目錄 XII
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.2.1 關於被動調諧質量阻尼器之文獻 2
1.2.2 關於主動控制及半主動控制之文獻 3
1.2.3 關於槓桿式勁度可控質量阻尼器之文獻 4
1.2.4 關於最小能量法控制律之文獻 5
1.2.5 關於模糊控制律之文獻 5
1.3 本文內容 6
第2章 類比式硬體模擬多自由度系統配置LSCMD之架構理論介紹 8
2.1 前言 8
2.2 系統運動方程式 8
2.3 類比式硬體模擬架構 12
2.3.1 LSCMD架構 12
2.3.2 主結構系統架構 13
2.3.3 LSCMD機構摩擦力 14
2.4 最小能量法與模糊控制法推廣於多自由度半主動控制 17
2.4.1 最小能量控制法 17
2.4.2 模糊控制法 18
第3章 類比式硬體模擬多自由度系統與LSCMD互制行為 25
3.1 前言 25
3.2 類比式硬體模擬軟體及設備 26
3.2.1 反應計算電腦(PC1)與LSCMD支點控制電腦(PC2)採用之軟體 26
3.2.2 資料輸入與輸出之介面卡 27
3.3 類比式硬體模擬流程及方法 27
3.3.1 採用最小能量控制法之類比式硬體模擬流程及方法 28
3.3.2 採用模糊控制法之類比式硬體模擬流程及方法 29
3.4 類比式硬體模擬結果分析 30
3.4.1 採用最小能量控制法之類比式硬體模擬結果分析 30
3.4.2 採用模糊控制法之類比式硬體模擬結果分析 32
第4章 類比式硬體模擬多自由度系統配置LSCMD之複合實驗 109
4.1 前言 109
4.2 實驗設備 109
4.3 實驗流程及方法 110
4.4 實驗結果分析 111
第5章 結論與建議 134
5.1 本文結論 134
5.2 未來研究方向建議 135
參考文獻 136
參考文獻 [1] Frahm, H., “Device for Damping Vibration of Bodies”, US Patent, No. 989958, (1909).
[2] Lin, C.C., Hu, C.M., Wang, J.F., Hu, R.Y., “Vibration Control Effectiveness of Passive
Tuned Mass Dampers”, Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 17, No. 3, pp.
367-376, (1994).
[3] McNamara, R. J., ”Tuned Mass Dampers for Buildings”, Journal of the Structural Division (ASCE), Vol. 103, No. 9, pp. 1785-1798, (1977).
[4] Wiesner, K. B., ”Tuned Mass Dampers to Reduce Building Wind Motion”, Convention and Exposition (ASCE), Boston, Mass., April 2-6, (1979).
[5] Den Hartog, J.P., “Mechanical Vibrations, 4th edn”, McGraw Hill, New York, (1956).
[6] Uang, C.M., Bertero, V.V., “Evaluation of Seismic Energy in Structures” , Earthquake Engineering & Structural Dynamics., Vol. 19, No. 1, pp. 77.90, (1990).
[7] Wong, K.K.F., “Seismic Energy Dissipation of Inelastic Structures with Tuned Mass Dampers”, Journal of Engineering Mechanics, Vol. 134, No. 2 , pp. 163.172, (2008).
[8] Warburton G.B., “Optimum Absorber Parameters for Various Combinations of Response and Excitation Parameters”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 10, No. 3, pp.381-401, (1982).
[9] Chu, S.Y., Soong, T.T., Reinhorn, A.M., “Active, Hybrid and Semi-active Structural Control: A Design and Implementation Handbook” ,John Wiley & Sons, Inc., New York, (2005).
[10] Soong, T.T., “Active Structural Control: Theory and Practice”, John Wiley & Sons, Inc., New York, (1990).
[11] Sack, R.L., Patten, W.N., “Semi-active Hydraulic Structural Control”, Proceedings of the International Workshop on Structural Control, Honolulu, Hawaii, USC Publication CE-9311, pp. 417-431, (1993).
[12] Symans, M.D., Constanionu, M.C., “Semi-active Control Systems for Seismic Protection of Structures: A State-of-the-art Review”, Engineering Structures, Vol. 21, No. 6, pp. 469-487, (1999).
[13] Hrovat, D., Barak, P., Rabins, M., “Semi-Active versus Passive or Active Tuned Mass Dampers For Structural Control”, Journal of Engineering Mechanics (ASCE), Vol. 109, No. 3, pp. 691-705, (1983).
[14] Varadarajan, N., Nagarajaiah, S., “Wind Response Control of Building with Variable Stiffness Tuned Mass Damper Using Empirical Mode Decomposition/Hilbert Transform”, Journal of Engineering Mechanics (ASCE), Vol. 130, No. 4, pp. 451-458, (2004).
[15] Nagarajaiah, S., “Hardening Duffing Oscillator Attenuation using a nonlinear TMD, a semi-active TMD and multiple TMD” S Journal of Sound and Vibration, Vol.322, No.4, pp. 674-686, (2013)
[16] Chey, M. H., Chase, J. G., “Semi-active Tuned Mass Damper Building systems: Design”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 39, No. 2, pp. 119-139,(2010).
[17] Chey, M. H., Chase, J. G., “Semi-active tuned mass damper building systems: Application”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 39, No. 1, pp. 69-89,(2010).
[18] Alka, Y. Pisal. , “DYNAMIC RESPONSE OF STRUCTURE WITH SEMI-ACTIVE TUNED MASS FRICTION DAMPER”, International Journal of Structural and Civil Engineering Research, Vol. 2, No. 1 ,(2013)
[19] Lu, L.Y., “Predictive control of seismic structures with semi-active friction dampers”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol.33, No. 5, pp.647-668. ,(2004)
[20] Lu, L.Y., Hsu, C.C., Yeh, S.W., “A Leverage-type Semi-active Isolation System for Seismic Structures in Near-fault Regions (in Chinese)” Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering, Vol. 21, No. 3, pp. 319-338,(2009).
[21] Lu, L.Y., Lin, T.K., Yeh, S.W., “Experiment and Analysis of A Leverage-type Stiffness Controllable Isolation System for Seismic Engineering” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 39, No. 15, 1711-1736, (2010).
[22] Lu, L.Y., Lin, G.L., Kuo, T.C., “Stiffness controllable isolation system for near-fault seismic isolation” Earthquake Structures, Vol. 30, No. 3, 747-765,(2008).
[23] Chu, S.Y., Lin, C.C., Chung, L.L., Chang, C.C., Lu, K.H., “Optimal Performance of Discrete-time Direct Output-feedback Structural Control with Delayed Control Forces”, Structrual Control and Health Monitoring, Vol. 15, No. 1, pp. 22-42, (2008).
[24] Chu, S.Y., Yeh, S. W., Lu, L.Y., Peng, C.H., “A leverage-type stiffness controllable mass damper for vibration mitigation of structures”, Structrual Control and Health Monitoring, Vol. 24, No. 4,pp.9-21,(2016)
[25] Sadek F, Mohraz B, Taylor AW, Chung RM. “A method of estimating the parameters of tuned mass dampers for seismic applications. ” Earthquake Engineering & Structural Vol. 26, No 6,pp.617–635.(1997)
[26] Zadeh, L. A., “Fuzzy Sets”, Informat. Control, Vol.8, pp.338-353, 1965.
[27] Zadeh, L. A., “Outline of a New Approach to the Analysis of Complex Systems and
De-cision Processes”, IEEE TRANSACTIONS ON SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS, VOL. SMC-3, NO. 1, JANUARY ,(1973).
[28] Shih-Yu Chu,T.T. Soong,A.M. Reinhorn, “Real-time active control verification via a
structural simulator”,Engineering Structures 24 343-353,(2002).
[29] 李文誠,「勁度可控式質量阻尼器之減振研究」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文 (2009)。
[30] 盧煉元、林錦隆,中華民國發明專利,專利名稱:可控式隔震系統。專利字號:發明第I308610號,專利證書日期:98年4月11日,專利期限:民國2009年4月11日至2025年10月27日止。
[31] 盧煉元、郭子敬、林錦隆,「勁度可控式滑動隔震系統」,中國土木水利工程學刊,第十八卷,第二期,265-278頁 ( 2006 )。
[32] 侯佳玟,「最佳化時間延遲補償之擬混合型調諧質量阻尼器於結構振動控制之研究」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2007)。
[33] 彭致華,「槓桿式勁度可控質量阻尼器於結構減振之應用與實驗驗證」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2010)。
[34] 黃昭勝,「結構半主動模糊控制基因演算法之研究」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2006)
[35] 陳瑀涵,「以類神經網路模擬模糊滑動模式之主動結構控制」,中原大學土木工程學系,碩士論文(2005)
[36] 林震宇,「可控式摩擦隔震系統之振動台」,國立高雄第一科技大學營建工程研究所,碩士論文(2009)
[37] 鄭榮杰,「槓桿式半主動摩擦阻尼器於結構減震應用之實驗分析」,國立高雄第一科技大學營建工程系,碩士論文 (2015)
[38] 張洵,「模糊控制律於勁度可控式隔震系統之實驗研究」,國立高雄第一科技大學營建工程研究所,碩士論文(2012)
[39] 陳祈丞,「模糊控制律於勁度可控質量阻尼器系統之實驗驗證」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2015)
[40] 簡誌德,「最小輸入能量法於半主動質量阻尼器系統之應用研究」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文 ( 2011 )
[41] 葉士瑋,「最小輸入能量法於勁度可控式隔震系統之應用研究」,國立高雄第一科技大學營建工程研究所,碩士論文(2009)。
[42] 林鼎傑,「最小能量控制律於槓桿式勁度可控質量阻尼器系統之實驗驗證」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2014)。
[43] 王健,「變曲率滑動隔震防制近斷層震波之實驗與分析」,國立高雄第一科技大學
營建工程研究所,碩士論文(2006)。
[44] 許哲崙, 「槓桿式勁度可控質量阻尼器之效能評估與實驗驗證」,國立成功大學
土木工程研究所,碩士論文(2016)
[45] 高崇銘, 「配置LSCMD多自由度系統採用最小能量控制律之即時複合試驗」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2017)
[46] 呂仲岳, 「應用即時複合實驗進行配置PFCMD多自由度系統控制參數之最佳化探討」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2017)
[47] 黃語彤,「高樓配置半主動模糊控制LSCMD之即時複合實驗驗證」,國立成功大學土木工程研究所,碩士論文(2018)
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