Active Control of Concert-Induced Vibrations

Hudson, Emma; Reynolds, Paul; Nelson, M.; Christie, Nicholas; Salcedo, V.

doi:10.1061/9780784479742.148

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“…In addition to the general description and mode of operation, the selection of suitable actuators and control concepts will be considered in more detail. Active mass dampers to reduce floor vibrations [15] Quelle: GERB Schwingungsisolierungen…”

Section: "Smart Structures" -Active and Passive Vibration Control For Buildings And Structures -Considerations And Practical Applicationsmentioning

confidence: 99%

“…Eine Minimalanforderung stellt für die Systeme zur Schwin gungsreduktion jedoch die Erfüllung der Maschinenricht line 2006/42/EG und die damit verbundene Sicherheits Servohydraulische Hydropulszylinder können dabei sehr große Kräfte erzeugen und haben einen hohen Dynamik umfang, benötigen jedoch zusätzliche Regelungen zur Umsetzung eines Steuerungssignals und entsprechende Ölreservoirs sowie zusätzliche Einrichtungen, welche den Platzbedarf für die aktiven Anwendungen erhöhen. Auch haben derartige Anlagen einen gewissen Wartungs aufwand, der häufig unerwünscht ist.Einfacher und praktikabler in der Handhabung sind elek trodynamische Schwinger (EDS), wie sie bei aktiven Til Aktive Schwingungstilger zur Reduktion von Deckenschwingungen[15]…”

unclassified

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„Smart Structures“ – aktive und passive Schwingungsreduktion von Bauwerken – Stand der Technik und Erfahrungen bei der praktischen Realisierung

Meinhardt¹

2021

Bautechnik

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Um unerwünschte Bauwerksschwingungen zu reduzieren, greift man herkömmlicherweise auf die Strategie zurück, Masse bzw. Steifigkeit eines Bauwerks zu erhöhen. Diese Strategie ist jedoch häufig ineffizient und unwirtschaftlich. Daher kommt es vermehrt zum Einsatz von intelligenten Maßnahmen zur Schwingungsreduzierung. Neben längst etablierten passiven Systemen gibt es auch aktive oder adaptive Lösungen, welche sich an den Schwingungszustand eines Bauwerks anpassen und die auftretenden Bauwerksschwingungen gezielt reduzieren können. Das Innovationspotenzial hierbei liegt entweder in der Optimierung der dynamischen Parameter einer passiven Lösung sowie dem Erreichen dieser Kennwerte für alle relevanten Belastungszustände oder aber in der Implementierung einer semiaktiven, aktiven oder hybriden Schwingungskontrolle. Im Folgenden sollen diese Maßnahmen näher beschrieben und anhand von Ausführungsbeispielen (eigene Erfahrungen und in der Literatur beschriebene) illustriert werden. Dabei liegt der Fokus auf Massendämpfern, welche als semiaktive, aktive, adaptive oder hybride Systeme appliziert werden können. Neben der generellen Wirkungsweise wird auch die Auswahl geeigneterer Aktoren und Regelungskonzepte näher betrachtet.

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Section: "Smart Structures" -Active and Passive Vibration Control For Buildings And Structures -Considerations And Practical Applicationsmentioning

confidence: 99%

unclassified

„Smart Structures“ – aktive und passive Schwingungsreduktion von Bauwerken – Stand der Technik und Erfahrungen bei der praktischen Realisierung

Meinhardt¹

2021

Bautechnik

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“…In fact, in most situations, a desired case would be to prevent stroke saturation of inertial mass actuators from the very beginning. More recently, Hudson et al presented an AVC system application to control concert‐induced vibrations on a floor. In this work, relatively large inertial actuators with small stroke lengths were used to generate control forces.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Preventing stroke saturation of inertial actuators used for active vibration control of floor structures

Ahmadi¹

2020

Struct Control Health Monit

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Summary Active vibration control techniques using inertial‐mass actuators have gained some level of acceptance in civil structures. Recent research indicates the effectiveness of this technique in mitigation of human‐induced excitation in pedestrian structures such as floors and footbridges. However, there are some drawbacks associated with the use of inertial‐mass actuators which needs to be dealt with. One of the main disadvantages of using inertial actuators is their stroke saturation non‐linearity. When the stroke saturation phenomenon happens, excessive movement of inertial mass along the stroke hits the ends of actuator and can destabilize the system or even damage the actuator. This paper presents a novel velocity feedback control strategy to robustly prevent stroke saturation of inertial actuator. Two inner loops are added into a direct velocity feedback (DVF) control loop. First inner loop is a proportional‐derivative (PD) controller based on the measured displacement of inertial mass. The second inner loop is implemented as a DVF gain modifier based on the actuator mass displacement over‐range. This adaptively reduces the DVF gain, by an amount proportional to the over‐range by displacement ratio, when inertial mass displacement is predicted to exceed the certain limit. Theoretical and experimental study of the control strategy is examined on a laboratory scale floor structure using an inertial‐mass actuator. Both the results demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy. The displacement of actuator's mass is kept within the stroke limits while satisfactory control performance is maintained.

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