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Optimal Control: Basis for Performance Comparison of Passive and Semi active Isolation Systems / Alhan, Cenk in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 705-713 p. Titre : Optimal Control: Basis for Performance Comparison of Passive and Semi active Isolation Systems Titre original : Commande Optimale : Base pour la Comparaison d'Exécution des Systèmes Actifs d'Isolement de Passif et de Semi-Finale Type de document : texte imprimé Auteurs : Alhan, Cenk, Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Aldemir, Unual ; Gavin, Henri P., Auteur Article en page(s) : 705-713 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Seismic  effects  Structural  control  Feed  back  control  Structural  dynamics  Non  linear  systems  Effets  séismiques  Commande  structurale  Commande  de  rétroaction  Dynamique  structurale  Systèmes  non  linéaires Index. décimale : 621.34 Résumé : Passive damping in shock and vibration isolation systems reduces the deformation of the isolation system but can increase the acceleration sustained by the isolated object. Semiactive (i.e., controllable) damping systems offer a solution to the problem of increased vibration transmissibility at high frequencies. Semiactive damping is especially relevant to protecting acceleration sensitive components to the effects of large impulsive earthquakes. In this paper, we compare three semiactive control policies, i.e., pseudonegative-stiffness control, continuous pseudo skyhook-damping control, and bang-bang pseudo skyhook damping control, in terms of their effectiveness in addressing the deficiencies of passive isolation damping. In order to establish a performance goal for these suboptimal semiactive control rules, we present a method for true optimization of the response of dynamically excited, semiactively controlled structures subjected to constraints imposed by the dynamics of a particular semiactive device. The optimization procedure involves solving Euler Lagrange equations. The closed loop dynamics of structures with semiactive control systems are nonlinear due to the parametric nature of the control actions. These non linearities preclude an analytical evaluation of Laplace transforms. In this paper, frequency response functions for semiactively controlled structural systems are compiled from the computed time history responses to sinusoidal and pulse-like base excitations. For control devices with no saturation forces, the closed-loop frequency response functions are independent of the excitation amplitude. We make use of this homogeneity of the solution of semiactive control systems and present results in dimensionless form. L'atténuation passive dans des systèmes d'isolement de choc et de vibration réduit la déformation du système d'isolement mais peut augmenter l'accélération soutenue par l'objet d'isolement. Semiactive (c.-à-d., contrôlable) atténuant des systèmes offrent une solution au problème du transmissibilité accru de vibration aux hautes fréquences. L'atténuation de Semiactive est particulièrement appropriée aux composants sensibles protecteurs d'accélération aux effets de grands tremblements de terre impulsifs. En cet article, nous comparons trois politiques semiactive de commande, c.-à-d., commande de pseudo negative-rigidité, pseudo commande d'skyhook-atténuation continue, et skyhook de coup-coup pseudo atténuant la commande, en termes de leur efficacité en adressant les insuffisances de l'atténuation passive d'isolement. Afin d'établir un but d'exécution pour ces règles semiactive suboptimales de commande, nous présentons une méthode pour l'optimisation vraie de la réponse des structures dynamiquement passionnante'et semi active commandées soumises aux contraintes imposées par la dynamique d'un dispositif semiactive particulier. Le procédé d'optimisation implique de résoudre des équations d'Euler Lagrange. La dynamique de boucle bloquée des structures avec les systèmes de commande semiactive est due non-linéaire à la nature paramétrique des actions de commande. Ces non linéarités excluent une évaluation analytique de Laplace transforme. En cet article, des fonctions de réponse en fréquence pour les systèmes structuraux semi active commandés sont compilées des réponses calculées d'histoire de temps aux excitations sinusoïdales et impulsion-comme basses. Pour des dispositifs de commande sans des forces de saturation, les fonctions en circuit fermé de réponse en fréquence sont indépendant de l'amplitude d'excitation. Nous nous servons de cette homogénéité de la solution des systèmes de commande semiactive et des résultats en forme sans dimensions. En ligne : hpgavin@duke.edu [article] Optimal Control: Basis for Performance Comparison of Passive and Semi active Isolation Systems = Commande Optimale : Base pour la Comparaison d'Exécution des Systèmes Actifs d'Isolement de Passif et de Semi-Finale [texte imprimé] / Alhan, Cenk, Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Aldemir, Unual ; Gavin, Henri P., Auteur . - 705-713 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 705-713 p. Mots-clés : Seismic  effects  Structural  control  Feed  back  control  Structural  dynamics  Non  linear  systems  Effets  séismiques  Commande  structurale  Commande  de  rétroaction  Dynamique  structurale  Systèmes  non  linéaires Index. décimale : 621.34 Résumé : Passive damping in shock and vibration isolation systems reduces the deformation of the isolation system but can increase the acceleration sustained by the isolated object. Semiactive (i.e., controllable) damping systems offer a solution to the problem of increased vibration transmissibility at high frequencies. Semiactive damping is especially relevant to protecting acceleration sensitive components to the effects of large impulsive earthquakes. In this paper, we compare three semiactive control policies, i.e., pseudonegative-stiffness control, continuous pseudo skyhook-damping control, and bang-bang pseudo skyhook damping control, in terms of their effectiveness in addressing the deficiencies of passive isolation damping. In order to establish a performance goal for these suboptimal semiactive control rules, we present a method for true optimization of the response of dynamically excited, semiactively controlled structures subjected to constraints imposed by the dynamics of a particular semiactive device. The optimization procedure involves solving Euler Lagrange equations. The closed loop dynamics of structures with semiactive control systems are nonlinear due to the parametric nature of the control actions. These non linearities preclude an analytical evaluation of Laplace transforms. In this paper, frequency response functions for semiactively controlled structural systems are compiled from the computed time history responses to sinusoidal and pulse-like base excitations. For control devices with no saturation forces, the closed-loop frequency response functions are independent of the excitation amplitude. We make use of this homogeneity of the solution of semiactive control systems and present results in dimensionless form. L'atténuation passive dans des systèmes d'isolement de choc et de vibration réduit la déformation du système d'isolement mais peut augmenter l'accélération soutenue par l'objet d'isolement. Semiactive (c.-à-d., contrôlable) atténuant des systèmes offrent une solution au problème du transmissibilité accru de vibration aux hautes fréquences. L'atténuation de Semiactive est particulièrement appropriée aux composants sensibles protecteurs d'accélération aux effets de grands tremblements de terre impulsifs. En cet article, nous comparons trois politiques semiactive de commande, c.-à-d., commande de pseudo negative-rigidité, pseudo commande d'skyhook-atténuation continue, et skyhook de coup-coup pseudo atténuant la commande, en termes de leur efficacité en adressant les insuffisances de l'atténuation passive d'isolement. Afin d'établir un but d'exécution pour ces règles semiactive suboptimales de commande, nous présentons une méthode pour l'optimisation vraie de la réponse des structures dynamiquement passionnante'et semi active commandées soumises aux contraintes imposées par la dynamique d'un dispositif semiactive particulier. Le procédé d'optimisation implique de résoudre des équations d'Euler Lagrange. La dynamique de boucle bloquée des structures avec les systèmes de commande semiactive est due non-linéaire à la nature paramétrique des actions de commande. Ces non linéarités excluent une évaluation analytique de Laplace transforme. En cet article, des fonctions de réponse en fréquence pour les systèmes structuraux semi active commandés sont compilées des réponses calculées d'histoire de temps aux excitations sinusoïdales et impulsion-comme basses. Pour des dispositifs de commande sans des forces de saturation, les fonctions en circuit fermé de réponse en fréquence sont indépendant de l'amplitude d'excitation. Nous nous servons de cette homogénéité de la solution des systèmes de commande semiactive et des résultats en forme sans dimensions. En ligne : hpgavin@duke.edu