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자료유형
학술저널
저자정보
Pei-Ching Chen (National Taiwan University of Science and Technology) Po-Chang Chen (National Taiwan University of Science and Technology)
저널정보
국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.25 No.6
발행연도
2020.1
수록면
719 - 732 (14page)

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Real-time hybrid simulation (RTHS) which combines physical experiment with numerical simulation is an advanced method to investigate dynamic responses of structures subjected to earthquake excitation. The desired displacement computed from the numerical substructure is applied to the experimental substructure by a servo-hydraulic actuator in real time. However, the magnitude decay and phase delay resulted from the dynamics of the servo-hydraulic system affect the accuracy and stability of a RTHS. In this study, a robust stability analysis procedure for a general single-degree-of-freedom structure is proposed which considers the uncertainty of servo-hydraulic system dynamics. For discussion purposes, the experimental substructure is a portion of the entire structure in terms of a ratio of stiffness, mass, and damping, respectively. The dynamics of the servo-hydraulic system is represented by a multiplicative uncertainty model which is based on a nominal system and a weight function. The nominal system can be obtained by conducting system identification prior to the RTHS. A first-order weight function formulation is proposed which needs to cover the worst possible uncertainty envelope over the frequency range of interest. Then, the Nyquist plot of the perturbed system is adopted to determine the robust stability margin of the RTHS. In addition, three common delay compensation methods are applied to the RTHS loop to investigate the effect of delay compensation on the robust stability. Numerical simulation and experimental validation results indicate that the proposed procedure is able to obtain a robust stability margin in terms of mass, damping, and stiffness ratio which provides a simple and conservative approach to assess the stability of a RTHS before it is conducted.
#real-time hybrid simulation #system uncertainty #robust stability #delay compensation

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참고문헌 (25)

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Carrion, J. E. / 2007 / Model-based strategies for real-time hybrid testing google schola Yunbyeong Chae / 2013 / Adaptive time series compensator for delay compensation of servo-hydraulic actuator systems for real-time hybrid simulation / Earthquake Engineering & Structural Dynamics 42(11):1697~1715 Crossref Chen, C. / 2007 / Development and numerical simulation of hybrid effective testing method google schola Cheng Chen / 2008 / Stability analysis of SDOF real-time hybrid testing systems with explicit integration algorithms and actuator delay / Earthquake Engineering & Structural Dynamics 37(4):597~613 Crossref Cheng Chen / 2009 / Analysis of actuator delay compensation methods for real-time testing / Engineering Structures 31(11):2643~2655 Crossref

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