earticle

영어

System identification technique has been applied to various fields of structural analysis, evaluation for seismic- and wind-resistant performance of structures and structural control, with which current state of a structure is quantitatively evaluated by using measured structural responses. Especially, in addition to modal properties of a structure, variables including physical meaning such as mass, damping and stiffness coefficients are required to be estimated directly in structural analysis. This paper proposes the system identification technique, with which mass, damping and stiffness coefficients of a dynamic analytical model are estimated by using measured frequency response function of a structure. The square of error for amplitude and phase between two transfer functions was defined as performance index for minimization. One is the transfer function measured from structural dynamic test, and the other is that derived from a dynamic analytical model with mass, damping and stiffness coefficients, which are defined as variables for identification. It was verified from numerical simulation that mass, damping and stiffness coefficients can be estimated precisely, if only a structure is modelled exactly for its behavior. Structural modal properties were calculated from the identified dynamic analytical model.

한국어

시스템 식별기법은 구조물의 계측응답을 이용하여 현재 상태를 정량적으로 평가하기 위한 기술로써, 구조해석, 내진 및 내풍성능 평가, 진동제어 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 특히, 구조해석분야에서는 모드특성 이외에 구조물의 질량, 감쇠 및 강성계수 등 물리적인 의미를 갖는 변수들을 직접 추정할 필요가 있다. 본 연구에서는 구조물의 계측된 진동수 응답함수를 이용하여 동적해석모델을 구성하는 요소들인 질량, 감쇠 및 강성계수를 직접 추정하는 기법을 제안하였다. 이러한 계수들을 시스템식별 변수로 하는 동적해석모델을 구성하고 이로부터 유도된 진동수 응답함수와 계측된 진동수 응답함수의 크기와 위상에 대한 오차의 제곱을 성능지수로 정의하고, 이를 최소화시킴으로써 질량, 감쇠 및 강성계수를 추정하였다. 구조물의 거동을 정확히 묘사할 수 있는 동적해석모델이 구성되면, 질량, 감쇠 및 강성계수를 정확히 추정할 수 있다는 것을 수치시뮬레이션으로 검증하였으며, 구조물의 모드특성은 식별된 동적해석모델로부터 계산된다.