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Control of Suspension Bridge Nonlinear Vibrations Due to Moving Loads / Naif B. Almutairi in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 659-670 p. Titre : Control of Suspension Bridge Nonlinear Vibrations Due to Moving Loads Titre original : Commande des Vibrations Non-Linéaires de Pont de Suspension Dues aux Charges Mobiles Type de document : texte imprimé Auteurs : Naif B. Almutairi, Auteur ; Hassan, M. F., Auteur ; Abdel-Rohman, M. ; Terro, M. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique Article en page(s) : 659-670 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cables  Vibration  Bridges  Suspension  Velocity  Dynamic  responses  Structural  control  Câble  Pont  Vitesse  Commande  structurale  Dynamique  réponse Index. décimale : 551.4 Résumé : The flexibility and low damping of the long-span suspended cables in the suspension bridges make them prone to vibrations due to wind and moving loads, which affect the dynamic response of the suspended cables and the bridge deck. This paper shows the design of two control schemes to control the nonlinear vibrations in the suspended cable and the bridge deck due to a vertical load moving on the bridge deck with a constant speed. The first control scheme is an optimal state feedback controller. The second control scheme is a robust state feedback controller, whose design is based on the design of optimal controllers. The proposed controllers, whose design is based on Lyapunov theory, guarantee the asymptotic stability of the system. A vertical cable between the bridge deck and the suspended cable is used to install a hydraulic actuator able to generate the active control force on the bridge deck. The MATLAB software is used to simulate the performance of the system with the designed controllers. The simulation results indicate that the proposed controllers are capable of significantly reducing the nonlinear oscillations of the system. In addition, the performance of the system with the proposed controllers is compared to the performance of the system controlled with a velocity feedback controller. It is found that the system with the proposed controllers can provide better performance than the system with the velocity feedback controller. La flexibilité et la basse atténuation des câbles suspendus parenvergure dans les ponts de suspension les rendent enclins aux vibrations dues au vent et aux charges mobiles, qui affectent la réponse dynamique des câbles suspendus et de la plate-forme de pont. Cet article montre que la conception de deux arrangements de commande commandait les vibrations non-linéaires dans le câble suspendu et la plate-forme de pont dus à une charge verticale se déplaçant sur la plate-forme de pont avec une vitesse constante. Le premier arrangement de commande est un contrôleur optimal de rétroaction d'état. Le deuxième arrangement de commande est un contrôleur robuste de rétroaction d'état, dont la conception est basée sur la conception des contrôleurs optimaux. Les contrôleurs proposés, dont la conception est basée sur la théorie de Lyapunov, garantissent la stabilité asymptotique du système. Un câble vertical entre la plate-forme de pont et le câble suspendu est employé pour installer un vérin hydraulique capable produire de la force active de commande sur la plate-forme de pont. Le logiciel de MATLAB est employé pour simuler l'exécution du système avec les contrôleurs conçus. Les résultats de simulation indiquent que les contrôleurs proposés sont capables de réduire de manière significative les oscillations non-linéaires du système. En outre, l'exécution du système avec les contrôleurs proposés est comparée à l'exécution du système commandé à un contrôleur de rétroaction de vitesse. On le constate que le système avec les contrôleurs proposés peut fournir à une meilleure exécution que le système le contrôleur de rétroaction de vitesse. En ligne : mfahim@eng.kuniv.edu.kw, terro@kuc01.kuniv.edu.kw, naif@eng.kuniv.edu.kw, marohm [...] [article] Control of Suspension Bridge Nonlinear Vibrations Due to Moving Loads = Commande des Vibrations Non-Linéaires de Pont de Suspension Dues aux Charges Mobiles [texte imprimé] / Naif B. Almutairi, Auteur ; Hassan, M. F., Auteur ; Abdel-Rohman, M. ; Terro, M. ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique . - 659-670 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N° 6 (Juin 2006) . - 659-670 p. Mots-clés : Cables  Vibration  Bridges  Suspension  Velocity  Dynamic  responses  Structural  control  Câble  Pont  Vitesse  Commande  structurale  Dynamique  réponse Index. décimale : 551.4 Résumé : The flexibility and low damping of the long-span suspended cables in the suspension bridges make them prone to vibrations due to wind and moving loads, which affect the dynamic response of the suspended cables and the bridge deck. This paper shows the design of two control schemes to control the nonlinear vibrations in the suspended cable and the bridge deck due to a vertical load moving on the bridge deck with a constant speed. The first control scheme is an optimal state feedback controller. The second control scheme is a robust state feedback controller, whose design is based on the design of optimal controllers. The proposed controllers, whose design is based on Lyapunov theory, guarantee the asymptotic stability of the system. A vertical cable between the bridge deck and the suspended cable is used to install a hydraulic actuator able to generate the active control force on the bridge deck. The MATLAB software is used to simulate the performance of the system with the designed controllers. The simulation results indicate that the proposed controllers are capable of significantly reducing the nonlinear oscillations of the system. In addition, the performance of the system with the proposed controllers is compared to the performance of the system controlled with a velocity feedback controller. It is found that the system with the proposed controllers can provide better performance than the system with the velocity feedback controller. La flexibilité et la basse atténuation des câbles suspendus parenvergure dans les ponts de suspension les rendent enclins aux vibrations dues au vent et aux charges mobiles, qui affectent la réponse dynamique des câbles suspendus et de la plate-forme de pont. Cet article montre que la conception de deux arrangements de commande commandait les vibrations non-linéaires dans le câble suspendu et la plate-forme de pont dus à une charge verticale se déplaçant sur la plate-forme de pont avec une vitesse constante. Le premier arrangement de commande est un contrôleur optimal de rétroaction d'état. Le deuxième arrangement de commande est un contrôleur robuste de rétroaction d'état, dont la conception est basée sur la conception des contrôleurs optimaux. Les contrôleurs proposés, dont la conception est basée sur la théorie de Lyapunov, garantissent la stabilité asymptotique du système. Un câble vertical entre la plate-forme de pont et le câble suspendu est employé pour installer un vérin hydraulique capable produire de la force active de commande sur la plate-forme de pont. Le logiciel de MATLAB est employé pour simuler l'exécution du système avec les contrôleurs conçus. Les résultats de simulation indiquent que les contrôleurs proposés sont capables de réduire de manière significative les oscillations non-linéaires du système. En outre, l'exécution du système avec les contrôleurs proposés est comparée à l'exécution du système commandé à un contrôleur de rétroaction de vitesse. On le constate que le système avec les contrôleurs proposés peut fournir à une meilleure exécution que le système le contrôleur de rétroaction de vitesse. En ligne : mfahim@eng.kuniv.edu.kw, terro@kuc01.kuniv.edu.kw, naif@eng.kuniv.edu.kw, marohm [...]