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Decentralized robust control of building structures under seismic excitations / Tian-Wei Ma in Earthquake engineering structural dynamics, Vol. 37 N°1 (Janvier 2008) 

Public ISBD [article]  in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°1 (Janvier 2008) . - 121 - 140 p. Titre : Decentralized robust control of building structures under seismic excitations Type de document : texte imprimé Auteurs : Tian-Wei Ma, Editeur scientifique ; Xu, Ning-Shou, Editeur scientifique ; Tang, Yu, Editeur scientifique Article en page(s) : 121 - 140 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Decentralized  control  Seismic  excitation  Nonlinear  control  Commande  décentralisée  Excitation  séismique  Commande  non-linéaire Index. décimale : 551.22 Résumé : Many of the control algorithms proposed for structures subjected to seismic excitations are based on a centralized design philosophy, such as the linear quadratic regulator (LQR) design. The information of all the states of the system is usually required in these methods to determine the control command. For applications involving large-scale systems, it may be more convenient to design decentralized controllers that depend only on the information of the local states for control command calculation. In this study, a nonlinear decentralized robust control algorithm is proposed. The structural system is decomposed into several artificially uncoupled subsystems. The interconnections between adjacent subsystems are treated as uncertain but bounded disturbances to the subsystems. The controller associated with one subsystem determines the control command based only on the states of the local subsystem. Numerical examples of linear and nonlinear structural models are presented to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed controller. The traditional LQR design is used as a baseline for comparison. Plusieurs algorithmes de commande proposés pour des structures soumises aux excitations séismiques sont basés sur une philosophie de conception centralisée, telle que la conception quadratique linéaire du régulateur (LQR). L'information de tous les états du système est habituellement exigée dans ces méthodes pour déterminer la commande de commande. Pour des applications impliquant les systèmes à grande échelle, il peut être plus commode de concevoir les contrôleurs décentralisés qui dépendent seulement de l'information des états locaux pour le calcul de commande de commande. Dans cette étude, on propose un algorithme robuste décentralisé non-linéaire de commande. Le système structural est décomposé en plusieurs sous-ensembles artificiellement désaccouplés. Les interconnexions entre les sous-ensembles adjacents sont traitées en tant que perturbations incertaines mais liées aux sous-ensembles. Le contrôleur s'est associé à un sous-ensemble détermine la commande de commande basée seulement sur les états du sous-ensemble local. Des exemples numériques des modèles structuraux linéaires et non-linéaires sont présentés pour démontrer l'efficacité et la robustesse du contrôleur proposé. La conception traditionnelle de LQR est employée comme ligne de base pour la comparaison. ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Commande non linéaire En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/11580 [article] Decentralized robust control of building structures under seismic excitations [texte imprimé] / Tian-Wei Ma, Editeur scientifique ; Xu, Ning-Shou, Editeur scientifique ; Tang, Yu, Editeur scientifique . - 121 - 140 p. Génie civil Langues : Anglais (eng) in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°1 (Janvier 2008) . - 121 - 140 p. Mots-clés : Decentralized  control  Seismic  excitation  Nonlinear  control  Commande  décentralisée  Excitation  séismique  Commande  non-linéaire Index. décimale : 551.22 Résumé : Many of the control algorithms proposed for structures subjected to seismic excitations are based on a centralized design philosophy, such as the linear quadratic regulator (LQR) design. The information of all the states of the system is usually required in these methods to determine the control command. For applications involving large-scale systems, it may be more convenient to design decentralized controllers that depend only on the information of the local states for control command calculation. In this study, a nonlinear decentralized robust control algorithm is proposed. The structural system is decomposed into several artificially uncoupled subsystems. The interconnections between adjacent subsystems are treated as uncertain but bounded disturbances to the subsystems. The controller associated with one subsystem determines the control command based only on the states of the local subsystem. Numerical examples of linear and nonlinear structural models are presented to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed controller. The traditional LQR design is used as a baseline for comparison. Plusieurs algorithmes de commande proposés pour des structures soumises aux excitations séismiques sont basés sur une philosophie de conception centralisée, telle que la conception quadratique linéaire du régulateur (LQR). L'information de tous les états du système est habituellement exigée dans ces méthodes pour déterminer la commande de commande. Pour des applications impliquant les systèmes à grande échelle, il peut être plus commode de concevoir les contrôleurs décentralisés qui dépendent seulement de l'information des états locaux pour le calcul de commande de commande. Dans cette étude, on propose un algorithme robuste décentralisé non-linéaire de commande. Le système structural est décomposé en plusieurs sous-ensembles artificiellement désaccouplés. Les interconnexions entre les sous-ensembles adjacents sont traitées en tant que perturbations incertaines mais liées aux sous-ensembles. Le contrôleur s'est associé à un sous-ensemble détermine la commande de commande basée seulement sur les états du sous-ensemble local. Des exemples numériques des modèles structuraux linéaires et non-linéaires sont présentés pour démontrer l'efficacité et la robustesse du contrôleur proposé. La conception traditionnelle de LQR est employée comme ligne de base pour la comparaison. ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Commande non linéaire En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/11580

Improved decentralized method for control of building structures under seismic excitation / Tian-Wei Ma in Journal of engineering mechanics, Vol. 136 N° 5 (Mai 2010) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 5 (Mai 2010) . - pp. 662-673 Titre : Improved decentralized method for control of building structures under seismic excitation Type de document : texte imprimé Auteurs : Tian-Wei Ma, Auteur ; Johansen, Jeremy, Auteur ; Xu, Ning-Shou, Auteur Article en page(s) : pp. 662-673 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Feedback  control  Vibration  Buildings  Multistory  Earthquake  resistant  structures  Nonlinear  systems  Seismic  effects  Structural  control. Résumé : A decentralized control method with improved robustness and design flexibility is proposed for reducing vibrations of seismically excited building structures. In a previous study, a control scheme was developed for multistory building models using nonlinear, decentralized control theory. This control method has now been improved in this study in that less information about material properties and geometrical parameters of the building is needed and the selection of control design parameters is more flexible. The nonlinear behavior of the proposed control system is studied and its stability property is proven mathematically. To evaluate the effectiveness and robustness of the proposed method, three illustrative structural models, i.e., an eight-story elastic shear beam model, a two-story nonlinear elastic shear beam model, and a 20-story elastic benchmark model are studied. The 1940 El Centro and the 1995 Kobe earthquakes are used in these examples. The performance of the current control design, as applied to these examples, has shown to be more effective in reducing structural responses and improving robustness. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=ASCERL&CURRENT=null [...] [article] Improved decentralized method for control of building structures under seismic excitation [texte imprimé] / Tian-Wei Ma, Auteur ; Johansen, Jeremy, Auteur ; Xu, Ning-Shou, Auteur . - pp. 662-673. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 136 N° 5 (Mai 2010) . - pp. 662-673 Mots-clés : Feedback  control  Vibration  Buildings  Multistory  Earthquake  resistant  structures  Nonlinear  systems  Seismic  effects  Structural  control. Résumé : A decentralized control method with improved robustness and design flexibility is proposed for reducing vibrations of seismically excited building structures. In a previous study, a control scheme was developed for multistory building models using nonlinear, decentralized control theory. This control method has now been improved in this study in that less information about material properties and geometrical parameters of the building is needed and the selection of control design parameters is more flexible. The nonlinear behavior of the proposed control system is studied and its stability property is proven mathematically. To evaluate the effectiveness and robustness of the proposed method, three illustrative structural models, i.e., an eight-story elastic shear beam model, a two-story nonlinear elastic shear beam model, and a 20-story elastic benchmark model are studied. The 1940 El Centro and the 1995 Kobe earthquakes are used in these examples. The performance of the current control design, as applied to these examples, has shown to be more effective in reducing structural responses and improving robustness. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.aip.org/vsearch/servlet/VerityServlet?KEY=ASCERL&CURRENT=null [...]