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Generalized Linear Quadratic Gaussian Techniques for the Wind Benchmark Problem / Kim Dinh, Pham in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°4 (Avril 2004) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 466-470 p. Titre : Generalized Linear Quadratic Gaussian Techniques for the Wind Benchmark Problem Titre original : Techniques Gaussiennes Quadratiques Linéaires Généralisées pour le Problème de Repère de Vent Type de document : texte imprimé Auteurs : Kim Dinh, Pham, Auteur ; Jin, G., Auteur ; Sain, M. K. ; Spencer Jr., B. F. ; Liberty, S. R. ; Bergman, Lawrence, Editeur scientifique ; Freimann, Frank M., Auteur ; Newmark, Nathan M. Article en page(s) : 466-470 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Benchmarks  Buildings  high  rise  Wind  effects  Gaussian  process  Repères  Bâtiments  élevés  Effets  de  vent  Processus  gaussien Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This paper presents a comprehensive study of the stage-3 benchmark problem for response control of wind-excited tall buildings based on the linear quadratic gaussian (LQG) approach, and on its generalization, the k-cost-cumulant control method. For control design, the original nodal building model is first transformed into balanced modal space. The Hankel singular values (HSVs) and the power spectral density of the wind disturbances are calculated; and, based on them, a reduced-order model is derived by keeping the first six low-frequency modes. A balanced LQG (BLQG) controller is then determined by adopting the HSVs as a basis to choose the design weights. The main results of the paper are that the BLQG control design is able to come within 5–10% of the performance of the sample LQG controller supplied with the benchmark, but with control actions on the order of one-third less than the sample LQG, and with stability improvement features of a substantial nature over the range of stiffness perturbations specified in the benchmark. Finally, if the low authority BLQG controller is regarded as a one-cost-cumulant design, then with the appropriate use of the second-cost cumulant, the latter methodology is able to demonstrate how higher-authority controllers can give certain improvements in performance, but at the expense of significant investment in control action. Cet article présente une étude complète du problème de repère de l'étape 3 pour la commande de réponse des grands bâtiments éxcitants par vent basés sur l'approche (LQG) gaussienne quadratique linéaire, et sur sa généralisation, la méthode de contrôle cumulant coûtée par k. Pour la conception de commande, le modèle nodal original de bâtiment est d'abord transformé en espace modal équilibré. Les valeurs singulières de Hankel (HSVs) et la densité spectrale de puissance des perturbations de vent sont calculées ; et, basé sur elles, un modèle réduit d'ordre est dérivé en gardant les six premiers modes de basse fréquence. Un contrôleur équilibré de LQG (BLQG) est alors déterminé en adoptant le HSVs comme base pour choisir les poids de calcul. Les résultats principaux du papier sont que la conception de commande de BLQG peut relever de 5 10% de l'exécution du contrôleur témoin LQG fourni avec le repère, mais avec des actions de commande sur l'ordre d'un tiers moins que l'échantillon LQG, et avec des dispositifs d'amélioration de stabilité à caractère substantiel sur la gamme des perturbations de rigidité indiquées dans le repère. En conclusion, si le bas contrôleur de l'autorité BLQG est considéré comme celui coûté la conception cumulant, puis avec l'utilisation appropriée du deuxième coût cumulant, la dernière méthodologie peut démontrer comment les contrôleurs de plus Haute Autorité mettent en boîte donnent certaines améliorations d'exécution, mais aux dépens d'investissement significatif dans l'action de commande. En ligne : kpham@nd.edu, gjinl@ford.com, sain@krizevac.ee.nd.edu, bfs@uiuc.edu, sliberty@br [...] [article] Generalized Linear Quadratic Gaussian Techniques for the Wind Benchmark Problem = Techniques Gaussiennes Quadratiques Linéaires Généralisées pour le Problème de Repère de Vent [texte imprimé] / Kim Dinh, Pham, Auteur ; Jin, G., Auteur ; Sain, M. K. ; Spencer Jr., B. F. ; Liberty, S. R. ; Bergman, Lawrence, Editeur scientifique ; Freimann, Frank M., Auteur ; Newmark, Nathan M. . - 466-470 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°4 (Avril 2004) . - 466-470 p. Mots-clés : Benchmarks  Buildings  high  rise  Wind  effects  Gaussian  process  Repères  Bâtiments  élevés  Effets  de  vent  Processus  gaussien Index. décimale : 621.34/624 Résumé : This paper presents a comprehensive study of the stage-3 benchmark problem for response control of wind-excited tall buildings based on the linear quadratic gaussian (LQG) approach, and on its generalization, the k-cost-cumulant control method. For control design, the original nodal building model is first transformed into balanced modal space. The Hankel singular values (HSVs) and the power spectral density of the wind disturbances are calculated; and, based on them, a reduced-order model is derived by keeping the first six low-frequency modes. A balanced LQG (BLQG) controller is then determined by adopting the HSVs as a basis to choose the design weights. The main results of the paper are that the BLQG control design is able to come within 5–10% of the performance of the sample LQG controller supplied with the benchmark, but with control actions on the order of one-third less than the sample LQG, and with stability improvement features of a substantial nature over the range of stiffness perturbations specified in the benchmark. Finally, if the low authority BLQG controller is regarded as a one-cost-cumulant design, then with the appropriate use of the second-cost cumulant, the latter methodology is able to demonstrate how higher-authority controllers can give certain improvements in performance, but at the expense of significant investment in control action. Cet article présente une étude complète du problème de repère de l'étape 3 pour la commande de réponse des grands bâtiments éxcitants par vent basés sur l'approche (LQG) gaussienne quadratique linéaire, et sur sa généralisation, la méthode de contrôle cumulant coûtée par k. Pour la conception de commande, le modèle nodal original de bâtiment est d'abord transformé en espace modal équilibré. Les valeurs singulières de Hankel (HSVs) et la densité spectrale de puissance des perturbations de vent sont calculées ; et, basé sur elles, un modèle réduit d'ordre est dérivé en gardant les six premiers modes de basse fréquence. Un contrôleur équilibré de LQG (BLQG) est alors déterminé en adoptant le HSVs comme base pour choisir les poids de calcul. Les résultats principaux du papier sont que la conception de commande de BLQG peut relever de 5 10% de l'exécution du contrôleur témoin LQG fourni avec le repère, mais avec des actions de commande sur l'ordre d'un tiers moins que l'échantillon LQG, et avec des dispositifs d'amélioration de stabilité à caractère substantiel sur la gamme des perturbations de rigidité indiquées dans le repère. En conclusion, si le bas contrôleur de l'autorité BLQG est considéré comme celui coûté la conception cumulant, puis avec l'utilisation appropriée du deuxième coût cumulant, la dernière méthodologie peut démontrer comment les contrôleurs de plus Haute Autorité mettent en boîte donnent certaines améliorations d'exécution, mais aux dépens d'investissement significatif dans l'action de commande. En ligne : kpham@nd.edu, gjinl@ford.com, sain@krizevac.ee.nd.edu, bfs@uiuc.edu, sliberty@br [...]