In d o n e si a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e   Vo l .   10 , N o .   2 Ma y   201 8 , p p 537~ 544   IS S N :   2502 - 4752 DOI :   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e e c s . v10. i 2 .p p 537 - 544          537       Jou r n al   h om e page ht t p: / / i ae s co r e. co m / j o u r n a l s / i n d ex. p h p / i j eecs   Pe r f o r m a nc e   C o m pa r i s o o f   C o nt r o l l e r s   f o r   Suppr e s s i ng   t he   St r uc t ur a l   B ui l di ng   V i br a t i o n       No r m a i s h a r a h   M a m a t Fi t r i   Y a k u b * She i kh  A hm a Z a ki   Sha i kh  Sa l i m   Mo h a m e d   S u k r i   Ma t   A l i   Ma l a y s i a - Jap an   I n t er n at i o n al   I n st i t u t o T ech n o l o g y ,   U n i v er si t i   T ek n o l o g i   M al ay si a,   K u al L u m p u r ,   M al ay si a       Ar t i c l e   I n f o     AB S T RACT   Ar t i c l e   h i s t o r y :   Re c e i v e d   No v   19 , 2 0 1 7   Re v i s e d   Ja n   2 7 , 2 0 1 8   Ac c e p t e d   Fe b   9 , 2 0 1 8       Th i s   p a p e r   p r e s e n t s   t h e   m o d e l l i n g   a n d   s i m u l a t i o n   o f   c o n t r o l l e r s   f o r   co n t r o l l i n g   t h p o si t i o n   o f   t w o   d eg r ee  o f   f r eed o m   ( 2   D O F )   m ass  sp r i n g   da m pe r   s ys t e m .   P r opor t i ona l   i nt e gr a l   ( P I ) ,   f uz z l ogi c   co n t r o l l er   (F L C a n d   sl i d i n g   m o d co n t r o l l er   ( S M C )   ar d esi g n   t m i ni m i z e   t he   vi br a t i on  of   t he   sy st em   t h at   r ep r esen t   as  b u i l d i n g   st r u ct u r t o w ar d ear t h q u ak e.   A   st r u ct u r al   bui l di ng  i s   s i m ul a t e   ba s e on  r e a l   e a r t hqua ke   oc c ur   i E l   C e nt r on  M a 1940.   T he   a l gor i t hm   f or   bui l di ng  s t r uc t ur e ,   a c t ua t or   a nd  c ont r ol l e r   i s   de r i ve d.   Ma t l a b / S i m u l i n k   i s   u s e d   t o   a n a l y z e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   c o n t r o l l e r s   t o w a r d s   th e   v ib r a tio n   b u ild in g   s tr u c tu r e A th e   e n d   o f   th e   s tu d y   th e   tim e   r e s p o n s e   f o r   tw o   s to r y   b u ild in g   f o r   u n c o n tr o lle d   a n d   c o n tr o lle d   s y s te m   is   p r e s e n t.  B e s id e s th e   r e s u lt  f o r   lim ita tio n   v o lta g e   f o r   e a c h   c o n tr o lle r   is   a ls o   a n a ly s e   to   de t e r m i ne   t he   m a xi m um   vol t a ge   c ons um e   f or   t he   s ys t e m .   T he   s i m ul a t i on  re s u l t s   s h o w   t h e   c o m p a ri s o n   o f   t h e   c o n t ro l l e rs ’  p e rf o rm a n c e   i n   s u p p re s s i n g   th e   b u ild in g   v ib r a tio n F r o m   p e r f o r m a n c e   a n a ly s is S M C   p r ovi de s   be t t e r   pe r f or m a nc e   c om pa r e t P I   a nd  F L C   ba s e on  s t r uc t ur a l   vi br a t i on  re d u c t i o n .   Ke y wo r d s :   Ea r t h q u a k e   Fu z z y   L o g i c   Pr o p o r t i o n a l   I n t e g r a l     Sl i d i n g   M o d e   C o n t r o l l e r   Vi b r a t i o n   Co p y r i g h t   ©   2 0 1 8   In s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e   Al l   ri g h t reserved .   Co r r e s p o n d i n g   Au t h o r :   Fi t r i   Y a k u b ,     Ma l a y s i a - Ja p a n   I n t e r n a tio n a l I n s titu te  o f  T e c h n o lo g y ,   Un i v e r s i t i   T e knol ogi   M a l a ys i a ,   Ja l a n   S u l t a n   Y a h y a   P e t r a ,   5 4 1 0 0   K u a l a   L u m p u r ,   Ma l a y s i a   Em a i l :   mf i t r i . k l @ u t m. my       1.   IN T R O D U C T IO N   Na t u r a l   d i s a s t e r   s u c h   a s   e a r t h q u a k e   a n d   s t r o n g   wi n d   h a s   c a u s e s   g r e a t   l o s s e s   t o   e c o n o m i c   c o u n t r i e s   es p eci al l y   t o   ex i s t i n g   b u i l d i n g .   T h b u i l d i n g   d am ag i s   n o t   o n l y   d ep en d i n g   o n   m ag n i t u d o f   ear t h q u ak e,   b u t   al s o   t h s t r u ct u r o f   b u i l d i n g   t ech n i q u e.   I t   m ak es   ch al l en g i n g   an d   i m p o r t an t   f o r   s t r u ct u r al   en g i n eer   t o   p r o t ect   th e   b u ild in g   s tr u c tu r e T h e r e f o r e   in   1 9 7 2 Y a o   w a s   th e   f ir s p r e s e n te d   th e   id e a   c a lle d   s tr u c tu r a c o n tr o [ 1 ] Th e n ,   a n   a n a l y s i s   h a s   b e e n   m a d e   b y   c i v i l   s t r u c t u r e   t o   a v o i d   d a m a g e s   t o   t h e   s t r u c t u r e   bui l di ng.   M a ny  m e t hods   ha ve   be e pr opos e   t pr e ve nt   i t   f r om   oc c ur   s uc a s   by  i nt r oduc i ng  s t r uc t ur a l   c ont r ol   de vi c e s .     In   s t ru c t u ra l   c o n t ro l ,   t h e re   a re   m a n y   t y p e s   o f   c o n t ro l   d e v i c e   h a s   b e e n   p ro p o s e d   s u c h   a s   p a s s i v e ,   act i v e,   s em i - act i v an d   h y b r i d   co n t r o l   s ys t e m .   T he   pa pe r   pr opos e by  [ 2] ,   [ 3] ,   w e r e   di s c us s e t he s e   t ype   of   co n t r o l   d ev i ces .   B as ed   f r o m   t h p ap er ,   t h p as s i v d ev i ces   d o es   n o t   u s an y   ex t er n al   p o w er   s o u r ce  an d   act   as   en er g y   d i s s i p at i o n   d ev i ces   t h at   ar i n s t al l   o n   t h s t r u ct u r al   b u i l d i n g   t o   ab s o r a   s i gni f i c a nt   a m ount   of   t he   se i sm i c .   T h e   m o st   u se d   t y p e   o f   p a ssi v e   d e v i c e i T u n e d   M a ss  D a m p e r   ( T M D )   t h a t   a t t a c h e d   t o   t h e   st r u c t u r a l   bui l di ng  by  os c i l a t e   t he   s a m e   f r e que nc w i t t he   s t r uc t ur a l   bui l di ng  but   w i t pha s e - sh i f t   [ 2 ] .   A c t i v e   d e v i c e   ha s   t he   a bi lity   to   c o n tr o in   a   w id e   f r e q u e n c y   r a n g e T h e   a d v a n ta g e s   o f   u s in g   p a s s iv e   d e v ic e s   is   its   s im p lic ity   an d   l o w   co s t .   H o w ev er ,   p as s i v d ev i ce  h as   l i m i t   co n t r o l   cap aci t y .   M ean w h i l e,   act i v co n t r o l   h as   s t r o n g er   cap aci t y   co m p ar ed   t o   p as s i v co n t r o l   [ 4 ] .   D u t o   t he   a dva nt a ge s   of   a c t i ve   de vi c e s   ove r   pa s s i ve   de vi c e s ,   i t   ha s   be e us e w i de l now a da ys .   A c t i ve   de vi c e   i s   t he   s ys t e m   t ha t   r e qui r e a   l a r ge   pow e r   s our c e   t ope r a t e   t he   el ect r o m ech an i cal   act u at o r   t o   i n cr eas t h s t r u ct u r al   d am p i n g .   T h i s   el ect r o n ech an i cal   act u at o r   i s   u s t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      IS S N :   2502 - 4752   In d o n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p   S c i ,   Vo l .   10 , N o 2 Ma y   2 0 1 8   :   537    544   538   co n t r o l   u n d es i r eab l b u i l d i n g   v i b r at i o n   b y   g en er at t h co n t r o l   s i g n al   r eq u i r ed   t o   at t en u at t h v i b r at i o n .   T h se m i - act i v d ev i ce  i s   t h co m b i n at i o n   o f   b o t h   act i v an d   p as s i v d ev i ces   p r o p er t i es   s u ch   as   ma g n e t o r h e o l o g i c a l / e l e c t r o - rh e o l o g i c a d a m p e r s   a n d   s e m i - act i v T M D .   T h i s   t y p o f   d ev i ce  o f f er s   t h ad ap t ab i l i t y   o f   act i v co n t r o l   d ev i ces   b u t   u s i n g   f ew er   p o w er   s o u r ces   an d   can   o p er at b y   u s i n g   b at t er y   p o w er   es p eci al l y   w h en   m ai n   p o w er   s o u r ce  f ai l   t o   o p er at e.   H y b r i d   co n t r o l   d ev i ce  can   ope r a t e   e ith e r   b y   u s in g   b o th   pa s s i ve   a nd  a c t i ve   de vi c e s   or   by  us i ng  bot pa s s i ve   a nd  s e m i - act i v d ev i ce.   T h ad v an t ag o f   t h i s   d ev i ce  i s   t o   re d u c e   t h e   b u i l d i n g   s t ru c t u ra l   re s p o n s e   t h a t   re l i e s   m a i n l y   o f   t h e   p a s s i v e   d e v i c e s   [5 ].     Ho we v e r ,   t h i s   p a p e r   i s   f o c u s   o n   t h e   c ont r ol   s t r a t e gi s   de vi c e s   w hi c i s   P I ,   F L C   a nd  S M C   by  us i ng  act u at o r   as   act i v co n t r o l   s y s t em .   T h es co n t r o l   s t r at eg i es   i s   i m p o r t an t   t o   s en d   an   ap p r o p r i at co n t r o l   s i g n al   to   th e   a c tu a to r   s o   th a it  c a n   m in im iz e   th e   v ib r a tio n   o f   th e   b u ild in g   s tr u c tu r e T h e   c ont r ol   s t r a t e gi e s   c hoos e mu s t   b e   s i mp l e ,   r o b u s t   a n d   f a u l t   t o l e r a n t .   P r o p o r t i o n a l   i n t e g r a l   c o n t r o l l e r   i s   t h e   s i mp l e s t   c o n t r o l   s t r a t e g i e s   be c a us e   i t   us e s   onl t w pa r a m e t e r s   t t uni ng  w hi c i s   pr opor t i ona l   ga i a nd  i nt e gr a t i on  ga i n.     Fu z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   wa s  f i r s t l y  i n t r o d u c e d  b y  Z a d e h  i n  1 9 6 5  t o  h i s  t e c h n i c a l  s o c i e t y  b y  p r e s e n t  h i s   wo r k   F u z z y   S e t s   [ 6 ] .   Ho we v e r ,   i n   1 9 8 3 ,   f u z z y   t h e o r y   wa s   t h e   f i r s t   t i m e   i m p l e m e n t   t o   t h e   e n g i n e e r i n g   st r u c t u r e   b y   B r o w n   a n d   Y a o   [ 7 ] .   A f t e r   t h a t   F L   i w i d e l y   u se d   i n   c i v i l   f i e l ds   e s pe c i a l l t c ont r ol   t he   bui l di ng  sy st e m .   T h e   p a p e r   b y   [ 6 ] - [1 0 u s i n g   t h e   F L   a s   t h e   c o n t ro l   s t ra t e g i e s   i n   s u p p re s s i n g   t h e   b u i l d i n g   v i b ra t i o n .   T h e   ad v an t ag o f   f u zzy   l o g i i s   i t s   co n cep t   t h at   s i m p l e,   f l ex i b l an d   b as ed   o n   n at u r al   h u m an   l an g u ag e.   I t   al l o t h e   re s e a rc h e t o   d e v e l o p   e x p e rt   s y s t e m   b y   u s i n g   l i n g u i s t i c   v a ri a b l e s   s u c h   a s   IF T H E N ’  ru l e s   [7 ].     Sl i d i n g   m o d e   c o n t r o l   i s   k n o w n   w i t h   t h e   r o b u s t   c o n t r o l   t e c h n i q u e .   I t   h a s   a t t a r a c t i v e   c h a r a c t e r i c s   t h a t   ha s   f a s t   r e s pons e   a nd  ha s   a bi l i t t m a ke   t he   c ont r o s y s te m   v e r y   r o b u s in   r e j e c tin g   th e   e x te r n a d is tu r b a n c e   to   m e e th e   r e q u ir e d   c o n d itio n S lid in g   m o d e   c o n tr o is   f ir s tly   p r o p o s e d   b y   E m y ly a n o v   in   e a r ly   1 9 5 0 s   [ 1 1 ]   an d   t h en   h as   b een   ap p l i ed   i n   ci v i l   s t r u ct u r i n   1 9 9 3   b y   Y an g   et .   al .   [ 1 2 ] .   A f t er   t h at   m an y   re s e a rc h e s t u d i e s   th is   m e th o d   in   th e ir   p a p e r   [ 1 3 ] - [1 4 ].   T h i s   t y p e   o f   c o n t ro l l e i s   a l w a y s   b e e n   i m p ro v e d   b y   n e w   t e c h n i q u e   s u c h   as   h i g h er   o r d er   s l i d i n g   m o d e,   an d   o p t i m al   s l i d i n g   m o d co n t r o l .     Th e   a i m   o f   t h i s   p a p e r   i s   t o   a n a l y z e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   c o n t r o l l e rs   i n   s u p p re s s i n g   t h e   v i b ra t i o n   o f   st r u c t u r a l   b u i l d i n g   b y   u si n g   t h r e e   t y p e o f   c o n t r o l l e r s.   T h e   p a p e r   u si n g   t h e   r e a l   e a r t h q u a k e   d a t a   i n p u t   im p le m e n te d   to   th e   s y s te m   th a ta k e n   f r o m   th e   e a r th q u a k e   g r o u n d   m o tio n   a E C e n tr o T h is   e a r th q u a k e   oc c ur s   i 1940  w ith  m o m e n t m a g n itu d e  o f  7 .1  M w  a n d  c a u s e d  n in e  p e o p le  d e a th .       2.   SY ST E M   D E SC R I P T I O N   Th e   e f f e c t   o f   c o n t r o l l e r s   i n   s u p p r e s s i n g   t h e   b u i l d i n g   v i b r a t i o n   c a n   b e   i n v e s t i g a t e d   b y   a p p l y i n g   t o   t w o   de gr e e   of   f r e e dom   m a s s   s pr i ng  da m pe r   s ys t e m   t ha t   a c t s   a s   t he   bui l di ng  s ys t e m .   T he   m a t he m a t i c a l   m ode l   of   mo t i o n   o f   s t r u c t u r a l   s y s t e i s   w r i t t e n   a s ;       + [ + ]   + + [ + ]   - ( t )     + +     0     Wh e r e   m 1   a n d   m 2   i s   r e p r e s e n t   a s   m a s s ,   k 1   a n d   k 2   i s   r e p r e s e n t   as   s p r i n g   s t i f f n es s   w h i l c1   an d   c2   i s   re p re s e n t   d a m p i n g   c o e f f i c i e n t ,   x 1   a n d   x 2   i s   t h e   d i s p l a c e m e n t   o f   e a c h   f l o o a n d   w i l l   c h a n g e s   d u ri n g   ear t h q u ak o ccu r   i n   h o r i zo n t al   d i r ect i o n   an d   F ( t )   i s   t h t o t al   f o r ce  o f   t h s t r u ct u r e.   Th e   s t r u c t u r a l   b u i l d i n g   i s   u s i n t he   m ode l l l i ng  of   D O F   m a s s   s pr i ng  da m pe r   s ys t e m   a s   s how i Fi g u r e   1 .   T h e   s y s t e m   s t r u c t u r e   c o n s i s t   o f   l i n e a r   m o t o r   t h a t   f u n c t i o n   a s   a c t i v e   i s o l a t o r   h a s   b e e n   i n s t a l l   a t   t h e   fi r s t   fl o o r   s i n c e   t h e   l a r g e s t   d e s t r u c t i v e   i s   o c c u r   a t   t h i s   fl o o r .   A c t u a t o r   g e n e r at es   r eq u i r ed   f o r ces   t o   co n t r o l   t h bui l di ng  s t r uc t ur e .   T he   e qua t i on  us e f or   a c t ua t or   a s   w r i t t e i ( 3)   a nd  ( 4) .   W he r e   i s   r e pr e s e nt   a s   a r m a t ur e   co i l   v o l t ag e,   i   i s   ar m at u r co i l   cu r r en t ,   R   i s   ar m at u r co i l   r es i s t an ce  v al u e,   K i s   ar m at u r co i l   i n d u ced   vo lta g e F u   is   o u tp u f o r c e   b y   lin e a r   a c tu a to r K f   is   th r u s c o n s ta n t,    d a m p e r   d a m p in g   c o e f f ic ie n a n d   a r m a tu r e   co i l   i n d u ct an ce  i s   n eg l ect ed .           (2 )   (1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d o n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p   S c i     IS S N :   2502 - 4752       Pe r f o r m a n c e   C o m p a r i s o n   o f   C o n t r o l l e r s   f o r   S u p p r e s s i n g   t he   St r uc t ur al   B ui l di ng  …  ( Fi t r i   Y a k u b )   539       Fi g u r e   1 .   Sc h e m a t i c   o f   Tw o   S t o r e y e d   B u i l d i n g       Ri   +   K e   -   =   u         =       3.   CO NT RO L L E DE S I G N   Th e   p e r f o r m a n c e   o b s e r v a t i o n   o n   v i b r a t i o n   s t r u c t u r e   i s   s i m u l a t e d   b y   u s i n g   t h r e e   c o n t r o l l e r s   t o   me a s u r e   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   t h e   c o n t r o l l e r s   t o   t h e   s y s t e m.   T h e   f u n c t i o n   o f   c o n t r o l l e r s   i s   t o   mi n i mi z e   t h e   bui l di ng  s t r uc t ur e   vi br a t i on  a nd  s t a b iliz e   th e   b u ild in g   s tr u c tu r e   f r o m   f u r th e r   d a m a g e s I n   g e n e r a l,  th e   b lo c k   di a gr a m   of   c l os e l oop  c ont r ol l e r   s ys t e m   t ha t   us e i de s i gni ng  i M a t l a i s   s how i F i gur e   2.   W he r e   X ref   is   th e   d e s ir e d   v a lu e   f o r   th e   s y s te m   o u tp u a n d   th is   v a lu e   is   s e to   0 ’  s o   t ha t   t he   bui l di ng  w i l l   r e m a i a t   i t s   pos i t i on.   e( t )   is   e r r o r   v a lu e   c a lc u la te d   b y   th e   d e s ir e d   v a lu e X ref ,   mi n u s   w i t h   t h e   a c t u a l   v a l u e ,   X 1 * th e n   th e   co n t r o l l er   w i l l   p r o d u ce  co n t r o l   s i g n al   v al u e.   A ct u at o r   p r o d u ce  f o r ce  s i g n al   t o   t h b u i l d i n g   an d   l as t l y ,   t h sy st e m   w i l l   p r o d u c e   t h e   d e si r e d   d i sp l a c e m e n t   p o si t i o n   f o r   t h e   f i r st   f l o o r   a n d   t h e   se c o n d   f l o o r   b u i l d i n g .             Fi g u r e   2 Cl o s e d   Lo o p   B l o c k   D i a g r a m   wi t h   t h e   Co n t r o l l e r       3. 1   Pr o p o r t i o n a l   I n t e g r a l   C o n t r o l l e r   Pr o p o r t i o n a l   i n t e g r a l   c o n t r o l l e r   i s   t h e   m o s t   wi d e l y   u s e d   a l g o r i t h m   i n   c o n t r o l   f i e l d   d u e   t o   i t s   si m p l i c i t y   c o m p a r e d   t o   p r o p o r t i o n a l - in te g r a l - de r i va t i ve   c ont r ol l e r .   P I   c ont r ol l e r   onl ha s   t w t uni ng  pa r a m e t e r   t a dj us t   a nd  i t s   f unc t i on  i s   gi ve by:     = [ +   1  ]     Th e   c o n t r o l   o u t p u t ,   u( t )   is   u s e d   a s   th e   in p u to   th e   a c tu a to r K   is   th e   c o n tr o lle r   g a in   f o r   p r o p o r tio n a an d   i n t eg r al   act i o n   an d   e( t )   is  th e  e r r o r .     3. 2   Fu z z y   L o g i c   C o n t r o l l e r   Th e   u n i q u e   o f   f u z z y   s e t s   i s   d u e   t o   i t s   l i n g u i s t i c   e x p r e s s i o n   s u c h   a s   s m a l l ,   m e d i u m   a nd  l a r ge .   I F L C ,   th e   r e la tiv e   r u le s   a r e   th e   m o s im p o r ta n p a r to   o b ta in   th e   d e s ir e d   o u tp u t.  T h e   r u le   u s e d   f o r   th is   c o n tr o lle r   is   sh o w n   i n   T a b l e   1   w h e r e   P ,   N ,   Z ,   B ,   M   a n d   S   t h a t   r e p r e se n t   a p o si t i v e ,   n e g a t i v e ,   z e r o ,   b i g ,   m e d i u m ,   a n d   sm a l l .   A   t e c h n i q u e   o t r i a l   a n d   e r r o r   i s   u s e d   fo r   d e t e r m i n e   t h e   i n p u t   v a r i a b l e   l i m i t .   T h e   b e s t   l i m i t   v a l u e   o b t a i n   fo r   di s pl a c e m e nt   e r r or   (e )   ar ± 0 . 0 1 5   m v e lo c ity   e r r o r   (d e / d t )   ar ± 3 . 5   m/ s   an d   co n t r o l   f o r ce  (u )   ar ± 8 . 8 .   T h sh a p e f o r   m e m b e r sh i p   f u n c t i o n   a r e   tr ia n g u la r  a n d   ar d es i g n   as   s h o w n   i n   [ 6 ] .             (3 )   (4 )   (5 )   x 1 *   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      IS S N :   2502 - 4752   In d o n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p   S c i ,   Vo l .   10 , N o 2 Ma y   2 0 1 8   :   537    544   540   Ta b l e   1 .   R u l e   Ba s e   fo r   Fu z z y   L o g i c   C o n t r o l l e r     VN   VZ   VP   XNB   UNB   UNM   UNS   XNS   UNM   UNS   UZ   XZ   UNS   UZ   UP S   XP S   UZ   UP S   UP M   XP B   UP S   UP M   UP B       3. 3   Sl i di ng   M o de   C o nt r o l l e r   Sl i d i n g   m o d e   c o n t r o l l e r   i s   a p p l i c a b l e   t o   n o n - lin e a r   s y s te m h a v in g   h ig h   p e r f o r m a n c e   a n d   r o b u s tn e s s In   d e s i g n i n g   t h i s   t y p e   o f   c o n t ro l l e r,   t w o   s t a g e   a re   i n v o l v e s .   F i rs t l y   i s   b y   d e s i g n i n g   t h e   s l i d i n g   s u rf a c e   a n d   se c o n d l y   i b y   c o n t r o l   l a w   sy n t h e si s.     T h e   f i r st   st a g e   i t o   d r i v e st h e   sy st e m   v a r i a b l e t o w a r d sp e c i f i c   su r f a c e   wh i c h   i s   t h e   d e s i r e d   v a l u e .   T h e n   t h e   s t a t e   v a r i a b l e   t r a j e c t o r y   wi l l   m a i n t a i n   o n   t h e   s u r f a c e . On c e   t h e   t r a j e c t o r y   re a c h   s l i d i n g   s u rf a c e ,   i t   w i l l   re m a i n   t h e re   f o a l l   f u rt h e t i m e s .   T h e   m a t h e m at i cal   m o d el   f o r   s l i d i n g   s u r f ace,   S   is  w r itte n  a s ;       S =   ce + e     Wh e r e   c   i s   c o n s t a n t   v a l u e   g r e a t e r   t h a n   z e r o ,   a n d   e   i s   e r r o r   [ 1 8 ] .   P r o p o r t i o n a l   c o n t r o l   l a w   i s   u s e   t o   de s i gn  t he   c ont r ol l e r   out put   u.   T he   e qua t i on  i s   w r i t t e a s ;     u = α e + β e )   sg n   ( s )     Ba s e d   fr o m   t h e s e   e q u a t i o n s   t h e   b l o c k   d i a g r a m   o S M C   i s   d e s i g n   i n   S i m u l n i k   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 .           Fi g u r e   3 .   Sl i d i n g   Bl o c k   D i a g r a m   in   Si m u l i n k       4.   RE S UL T S   A ND  ANAL YS I S     Th e   s i m u l a t i o n   r e s u l t   o f   t w o   s t o r e y   b u i l d i n g   s t r u c t u r e   w i t h   t h r e e   t y p e s   o f   c o n t r o l l e r s   i s   i m p l e m e n t e d   i n   Ma t l a b / S i m u l i n k .   T h e   r e s u l t   f o r   t h e   s y s t e m   i s   an al y zed   ba s e on  pe r f or m a nc e   of   bui l di ng  vi br a t i on  t s t a bl e .   Th e   s t r u c t u r e s   p a r a m e t e r   u s e d   f o r   t h e   b u i ld in g   s tr u c tu r e   m o d e is   p r o v id e s   in   T a b le   2 T h e   f o r c e   d is tu r b a n c e   is   u s e d   a s   th e   in p u to   th e   s tr u c tu r a s y s te m T h e   e x a m p le   in p u d a ta   is   ta k e n   w ith   e a r th q u a k e   g r o u n d   m o tio n   oc c ur s   at   E l   C en t r o   w i t h   m ag n i t u d o f   7 . 1   M w   as   s h o w n   i n   F i g u r 3 .     Ta b l e   2 .   S y st e m   P a r a m e t e r   Pa r a m e t e r   Va l u e / Un i t   sy m b o l   Ma s s   1. 28kg   m 1 ,m 2   Da mp e r   15kg   c 1 , c 2   Sp r i n g   190kg   k 1 , k 2   Th r u s t   C o n s t a n t   N / A   K f   In d u c e   V o l t a g e   A   Ke   Re s i s t a n c e   4. Ω   R       (6 )   (7 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d o n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p   S c i     IS S N :   2502 - 4752       Pe r f o r m a n c e   C o m p a r i s o n   o f   C o n t r o l l e r s   f o r   S u p p r e s s i n g   t he   St r uc t ur al   B ui l di ng  …  ( Fi t r i   Y a k u b )   541       Fi g u r e   4 .   E a r t h q u a k e   Ex c i t a t i o n   I n p u t   to  th e   St r u c t u r e       Th e   s i m u l a t i o n   r e s u l t   of   t w s t or bui l di ng  s t r uc t ur e   w i t i m pl e m e nt e by  t hr e e   t ype s   of   c ont r ol l e r s   i s   car r i ed   o u t   b y   M at l ab / S i m u l i n k .   T h r es u l t   o f   t h s y s t em   i s   ev al u at b as ed   o n   p er f o r m an ce  o f   b u i l d i n g   vi br a t i on  i s   r e duc e   f or   e a c f l oor   i t he   bui l di ng.   F i gur e   a nd  s how   th e   r e s u lts   o b ta in   f o r   f ir s f lo o r   a n d   se c o n d   f l o o r .   T h e   r e su l t   f o r   t h e   f i r st   f l o o r   sh o w   t h a t   S M C   g i v e a   b e t t e r   r e sp o n se   c o m p a r e d   t o   t h e   o t h e r   co n t r o l l er   b y   r ed u ce  7 4 %   f r o m   u n co n t r o l l ed   s y s t em .   F o l l o w ed   b y   F L C   co n t r o l l er   w i t h   4 0 %   an d   l as t l y   P I   co n t r o l l er   wi t h   3 0 % .   F o r   s e c o n d   f l o o r ,   S M C   r e d u c e s   a r o u n d   8 6 % ,   F L C   r e d u c e s   wi t h   5 7 %   a n d   P I   c o n t r o l l e r   re d u c e s   w i t h   3 0 % .   T h u s   i t   c a n   o b s e rv e   t h a t   a m o n g   t h e s e   t h re e   t y p e s   o f   c o n t ro l l e r,   S M C   h a v e   s u p e ri o pe r f or m a nc e   c om pa r e t t he   ot he r s .   S ui t a bl e   t i t s   c ha r a c t e r i s tic   th a r o b u s tn e s s   a n d   s u ita b le   f o r   n o n - lin e a r   sy st e m .   P c o n t ro l l e i s   k n o w n   a s   s i m p l e s t   c o n t ro l   s t ra t e g i e s   b u t   i t   i s   h a rd   t o   t u n e   t h e   P g a i n s   t o   o b t a i n   t h e   de s i r e r e s pons e   s uc a s   ri s e - tim e   a n d   o v e r s h o o t.   Ov e r a l l ,   b y   u s i n g   t h e s e   t y p e s   o f   c o n t r o l l e r ,   i is   s u c c e s s   to   re d u c e   t h e   v i b ra t i o n   o f   t h e   s t ru c t u ra l   s y s t e m .               Fi g u r e   5 Fi r s t   St o r e y   D i s p l a c e m e n t   W a v e f o r m     Fi g u r e   6 Se c o n d   St o r e y   D i s p l a c e m e n t   W a v e f o r m       Th e   s i m u l a t i o n   co n t i n u es   by  r e c or di ng   th e   d a ta   f o r   e a c h   f lo o r   to w a r d s   th e   d is p la c e m e n v a lu e   to   o b s e r v e   th e   f lo o r   m o v e m e n w h ile   e a r th q u a k e   o c c u r F ig u r e   7   s h o w   th e   r e s u lt  f o r   tw o   f lo o r s   f o r   e a c h   c o n tr o lle r   im p le m e n ta tio n T h e   r e s u lt  is   ta k e n   a 1 .9   s e c o n d   w h e r e   th e   m a x im u m   v ib r a tio n   o c c u r s Th e  r e s u l t  s h o w s  t h a t   th e  s e c o n d  f lo o r  h a s  h ig h e r  v ib r a tio n  th a n  th e  f ir s t f lo o r   Im p l e m e n t a t i o n   o f   t h e   c o n t ro l l e t o   t h e   s t ru c t u ra l   s y s t e m   c a n   g e n e ra t e   t h e   o u t p u t   c o n t ro l   v o l t a g e   f o each   t y p o f   co n t r o l l er   u s ed .   T h r es u l t   i s   s h o w n   i n   F i g u r 8 .   T h l i m i ta tio n   v o lta g e   c o n s u m e s   f o r   P I   co n t r o l l er   i s   i n   r an g ±0 . 2 4   V,   f o r   F L C   t h e   l i m i t a t i o n   v o l t a g e   c o n s u m e   i s   ±0 . 3   V   a n d   SM C   i s   ±0 . 5   V .   T h e   bi gge s t   l i m i t a t i on  vol t a ge   i s   obt a i f or   S M C   a nd  t hi s   i s   s ui t a bl e   w i t i t s   c ha r a c t e r i s t i c   t ha t   us i ng  a   l a r ge   am o u n t   o f   p o we r .   T h e n ,   t h e   l i m i t a t i o n   f o r   a c t u a t o r   m u s t   b e   s e t   u p   t o   ± 0 . 5   V.   T h i s   c a n   b e   u s e d   a s   a   g u i d e   i f   th e  e x p e r im e n ta l s e tu p  is  b u ilt.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      IS S N :   2502 - 4752   In d o n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p   S c i ,   Vo l .   10 , N o 2 Ma y   2 0 1 8   :   537    544   542       Fi g u r e   7 Di s p l a c e m e n t   f o r   Ea c h   F l o o r             (a )   (b )   (c )   Fi g u r e   8 Ou t p u t   Vo l t a g e   fo r   ( a )   P I   ( b )   F L   ( c )   S M C       5.   CO NCL US I O N   Th e   p a p e r   i s   s i m u l a t e d   a n d   a n a l y s e   t h e   s y s t e m   o f   t w o   d e g r e e   o f   m a s s   s p r i n g   d a m p e r   s y s t e m   t h a t   re p re s e n t   a s   b u i l d i n g   s t ru c t u re   a n d   i m p l e m e n t a t i o n   w i t h   t h e   c o n t ro l l e r.   T h e   s t u d y   i s   u s i n g   t h e   re a l   a n a l y t i c a l   in p u to   th e   s tr u c tu r a s y s te m T h e   c o n c lu s io n   is   m a d e   f r o m   th e   s im u la tio n   b y   e v a lu a te   b a s e d   o n   m a x im iz e   th e   s tr u c tu r a v ib r a tio n   is   r e d u c e d A ll  ty p e s   o f   c o n tr o lle r s   s im u la te d   in   th is   s tu d y   a r e   s u c c e s s   to   s u p p r e s s   th e   vi br a t i on  f or   t he   2 - DOF .   Ho we v e r ,   c o m p a r e d   b e t we e n   t h e s e   t h r e e   t y p e s   o f   c o n t r ol l e r s ,   S M C   ha s   pr e s e nt   t he   be t t e r   t m i ni m i z e   t he   vi br a t i on  c ont r ol ,   f ol l ow e by  F L C   a nd  t he P I   c ont r ol l e r .   I t   i s   pr ove t ha t   by  us i ng  co n t r o l l er ,   t h v i b r at i o n   can   r ed u ced .   T h f u r t h er   i m p r o v em en t   w i l l   b m ak b y   i m p r o v t h o r d er   o f   t h st r u c t u r a l   sy st em   t o   o b s er v t h ef f ect   o f   co n t r o l l er   t o   m u l t i - de gr e e - of - fr e e d o m .       ACK NO W L E DG E M E NT S   Th i s   r e s e a r c h   w a s   s u p p o r t e d   f i n a n c i a l l y   b y   a   r e s e a r c h   u n i v e r s i t y   g r a n t   Ti e r   2   ( Q . K 1 3 0 0 0 0 . 2 6 4 3 . 1 4 J 3 5 )   fr o m   t h e   U n i v e r s i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a .       RE F E RE NCE S     [1 ]   J.   T .   P .   Y ao   et   al .,  C o n c e p o f   S tr u c tu r a C o n tr o l,”   Jo u rn a l   o f   T h S t ru ct u ra l   D i vi si o n V o l.9 8 I s s u e   N o .7 pp. 1567 - 1574,   1972    [2 ]   T.   Su r e s h   et   a l .,  A d v a n c e s   in   M o d e llin g   a n d   V ib r a tio n   C o n tr o o f   B u ild in g   S tr u c tu r e s   An n u a l   Re v i e w   i n   Co n t r o l , V o l.3 7  3 4 6 - 364,   2013   [3 ]   G.   W .   Ho u s n e u r   et   a l .   Pr e s e n t   a n d   Fu t u r e ,   Jo u rn a l   o f   E n g i n eeri n g   M ech a n i cs , 1 2 3 , p p . 8 9 7 - 974,   1997   [4 ]   M.   A .   L   Y a g h i n   et   a l . ,   “V i b r a t i o n  C o n t r o l  o f  M u l t i  D e g r e e  o f  F r e e d o m  S t r u c t u r e  U n d e r  E a r t h q u a k e  E x c i t a t i o n  W i t h   TM D   C o n t r o l   a n d   A c t i v e   C o n t r o l   Fo r c e   U s i n g   Fu zzy   L o g i M et h o d   at   t h H i g h est   an d   t h L o w est   S t o r y   o f   t h Bu i l d i n g ,   IO S R   J o u r n a l   o f   M e c h a n i c a l   a n d   C i v i l   E n g i n e e r i n g ,   Vo l .   8   p p . 7 - 12  S e pt - Oc t   2 0 1 3   [5 ]   Na s u t i o n .,   De v e l o p me n t   o f   f u z z y   l o g i c   c o n t r o l   f o r   v e h i c l e   a i r   c o n d i t i o n i n g   s y s t e m ,”   TELK O M N I K Te l e c o m m u n i c a t i o n , C o m p u tin g , E le c tr o n ic s  a n d  C o n tr o l . 2 0 0 8 ; 6  ( 2 ) : 7 3   [6 ]   R.   G u c l u   F u z z y   L o g i c   c o n t r o l   o f   V i b r a t i o n   o f   A n a l y t r i c a l   M u l t i -   de gr e e - Of - Fr e e d o m   St r u c t u r a l   Sy s t e m s   Tu r k i s h   Jo u rn a l   o f   E n g i n eeri n g   a n d   E n vi reo n m en t a l   S ci en ce , p p . 1 5 7 - 167,   2003   [7 ]   C. B.   Br o w n   et   a l . F u z z y   S e ts   a n d   S tr u c tu r a E n g in e e r in g   C.   J o u r n a l   o f   S t r u c t u r a l   E n g i n e e r i n g   A S CE ,   No .   1 0 9 ,   pp.   1211 - 1225,   1983   [8 ]   H.   M .   Go me z ,   F u z z y   L o g i c   f o r   S t r u c t u r a l   S y s t e C o n t r o l   La t i n   Am e r i c a n   J o u r n a l   o f   S o l i d   a n d   S t r u c t u r e s V o l.  9( 1)   pp.   111 - 129,   2012   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In d o n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p   S c i     IS S N :   2502 - 4752       Pe r f o r m a n c e   C o m p a r i s o n   o f   C o n t r o l l e r s   f o r   S u p p r e s s i n g   t he   St r uc t ur al   B ui l di ng  …  ( Fi t r i   Y a k u b )   543   [9 ]   M.   S h a r m a   et   a l .,  F u z z y   L o g ic   B a s e d   V ib r a tio n   C o n tr o O f   S in g le   D e g r e e   O f   F r e e d o m   S y s te m   En g i n e e r i n g   a n d   Co m p u t a t i o n a l   S c i e n c e   ( R A E CS )   2 0 1 4   R e c e n t   A d v a n c e s   i n .   I E E E ,   pp.   1 - 6,   2014   [1 0 ]   J.   J.   Z h an g   et   a l . A c tiv e   V ib r a tio n   C o n tr o F o r   S m a r S tr u c tu r e   B a s e   o n   F u z z y   L o g ic   In t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   on  A dv anc e C om put e r   C ont r ol ,   pp  231 - 235,   2008   [1 1 ]   S. V .   Em e l y a n o v ,   C o n t r o l   o f   Fi r s t   O r d e r   D e l a y   Sy s t e m s   b y   M e a n s   o f   a n   A s t a t i c   C o n t r o l l e r   a n d   N o n l i n e a r   Co r r e c t i o n   Au t o m ,   Re m o t e   C o n t r o l , n o  8   pp.   983 - 991,   1959   [1 2 ]   J. N .   Y an g   et .   a l A   D is c o n tin u o u s   C o n tr o M e th o d   fo r   C iv il  E n g in e e r in g   S tr u c tu r e ,”   In :   9 th   VP I   S y mp o s i u On   Dy n a mi c s   An d   C o n t r o l   Of   L a r g e   S t r u c t u r e s ,   B l a c k s b u r g ,   VA,   pp.   1137 - 1156,   1993   [1 3 ]   M.   G e e t h u   et   a l .,  “D y n a m i c   An a l y s i s   a n d   S l i d i n g   Mo d e   V i b r a t i o n   C o n t r o l   f o r   A   T w o   S t o r e y e d   F l e x i b l e   B u i l d i n g   St r uc t ur e ,   In t e rn a t i o n a l   c o n f e re n c e   o n   C o n t ro l ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   C o m p u t i n g   In d i a   (IC C C , )   pp.   24 - 29  2015   [1 4 ]   K.   S h i b a   et   a l .,  A c tiv e /P a s s iv e   V ib r a tio n   C o n tr o S y s te m s   f o r   T a ll  B u ild in g s   Sm ar t   M at e r ia a n d   S tr u c tu r e   IO P   Sc i e nc e ,   vol . 7,   pp. 588 - 598,   1998   [1 5 ]   S.   Zh a n g   et   a l . ,   “Ve h i c l e   D y n a m i c   C o n t r o l   Ba s e d   O n   S l i d i n g   M o d e   C o n t r o l   Te c h n o l o g y ”  Co n t r o l   a n d   D e c i s i o n   Co n f e r e n c e   ( CCD C)   Ch i n e s e   I E E E ,   pp.   2435 -   2439,   2009   [1 6 ]   We l c o m e   t o   V i b r a t i o n   d a t a   E l   C e n t r o   Ea r t h q u a k e   Pa g e   h t t p : / / w w w . v i b r a t i o n d a t a . c o m / e l c e n t r o . h t m   [1 7 ]   F.   Y i   et   a l .,  “S t r u c t u r a l   C o n t r o l   S y s t e m   Pe r f o r m a n c e   As s e s s m e n t ”  Pr o c e e d i n g   o f   t h e   A m e r i c a n   C o n t r o l   Co n f e r e n c e ,   vol . 1,   pp.   14 - 18  2000   [1 8 ]   W.   Y u   et   a l .,  “S t a b l e   Ac t i v e   Vi b r a t i o n   C o n t r o l   S y s t e m   Fo r   Bu i l d i ng  St r uc t ur e s   U s i ng  P D / P I D   C ont r ol   Pr o c e e d i n g   of   t he   19t W or l C ongr e s s   T he   I nt e r na t i ona l   F e de r a t i on  of   A ut om a t i on  C ont r ol   C a pe   T ow n,   S out A f r i c a ,   pp.   4760 - 4765,   2014   [1 9 ]   D.   K.   S a mb a r i y a   et   a l . ,   “S l i d i n g   M o d e   C o n t r o l   O f   C o n t i n u e s   S t a b l e   a n d   U n s t a b l e   S y s t e m s ,”   Na t i o n a l   Co n f e r e n c e   on  P ow e r   E ngi ne e r i ng  P r ac t i c e s   and  E ne r gy   M anage m e nt ,   pp.   217 - 219,   2005   [2 0 ]   R.   G u c l u   et   a l .,  S lid in g   M o d e   a n d   P I D   C o n tr o o f   a   S tr u c tu r a S y s te m   A g a in s E a r th q u a k e   Ma t h e m a t i c a l   a n d   Co m p u t e r   M o d e l i n g   44  pp  210 - 217,   2006   [2 1 ]   F.   Y a k u b   et   a l . ,   “E n h a n c i n g   V e h i c l e   R i d e   C o m f o r t   t h r o u g h   I n t e l l i g e n t   B a s e d   C o n t r o l   Au t o m a t i c   C o n t r o l   a n d   In t e l l i g e n t   S y s t e m s   (I2 C A C IS ),   IE E E , p p . 6 6 - 71,   O c t .   2016   [2 2 ]   M.   F .   M.   Y a k u b   et   a l .,  V ib r a tio n   C o n tr o O f   T w o - Ma s s   R o t a r y   S y s t e m   U s i n g   I m p r o v e d   N C T F   C o n t r o l l e r   F o r   Po s i t io n in g  S y s te m s   Co n t r o l   a n d   S y s t e m   G r a d u a t e   R e s e a r c h   Co l l o q u i u m   ( I CS G R C) ,   I E E E , p p . 6 1 - 67,   2010       BI O G R A P H I ES   O F   A U TH O R S       No r m a i s h a r a h   M a m a t   r e c e i v e d   h e r   B E n g .   ( 2 0 1 2 )   a n d   M S c .   i n   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   (2 0 1 5 f ro m   U n i v e rs i t i   T e k n i k a l   Ma l a y s i a   Me l a k a   ( U T e M) .   S h e   i s   c u r r e n t l y   P h . D   st u d e n t   a t   M a l a y si a n   Ja p a n   I n st i t u d e   o f   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r si t i   T e k n o l o g i   M a l a y si a   (U T M ).   H e re s e a rc h   i s   m a i n l y   f o c u s   i n   i n t e l l i g e n t   c o n t ro l ,   s e n s o rs   a n d   a c t u a t o rs ,   a n d   vi br a t i on  c ont r ol .                 Fi t r i   Y a k u b   r e c e i v e d   h i s   D i p E n g .   M e c h a t r o n i c   ( 2 0 0 1 ) ,   a n d   B E n g .   E l e c t r o n i c s   ( 2 0 0 6 )   fr o m   U n i v e r s i t i   T e k n o l o g i   M a l a y s i a .   T h e n   h e   r e c e i v e d   h i s   M s c .   I n   M e c h a t r o n i c s   En g i n e e r i n g   ( 2 0 1 1 )   f r o m   I n t e r n a t i o n a l   I s l a m i c   U n i v e r s i t y   M a l a y s i a   ( I I U M )   a n d   P h . D   in   A u to m a tic   Co n t r o l   L a b o r a t o r y ,   T o k y o   M e t r o p o l i t a n   U n i v e r s i t y   ( 2 0 1 5 ) .   H e   i s   cu r r en t l y   w o r k i n g   as   s en i o r   l ect u r er   at   D ep ar t m en t   o f   E l ect r o n i cs   S y s t em   E n g i n eer i n g .   Hi s   r e s e a r c h   f i e l d   i n t e r e s t   i s   i n   a d v a n c e d   v e h i c l e   c o n t r o l ,   v i b r a t i o n   c o n t r o l ,   a u t o m a t i c   an d   r o b u s t   co n t r ol   a nd  i nt e l l i ge nt   c ont r ol .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      IS S N :   2502 - 4752   In d o n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p   S c i ,   Vo l .   10 , N o 2 Ma y   2 0 1 8   :   537    544   544     Sh e i k h   A h m a d   Z a k i   Sh a i k h   Sa l i m   r e c e i v e d   h i s   Ph .   D   i n   E n e r g y   a n d   E n v i r o n m e n t a l   En g i n e e r i n g   f r o m   K y u s h u   U n i v e r s i t y   i n   2 0 1 1 .   H e   i s   c u r r e n t l y   w o r k i n g   a s   s e n i o r   le c tu r e r   a D e p a r tm e n o f   M e c h a n ic a P r e c is io n   E n g in eer i n g ,   U n i v er s i t i   T ek n o l o g i   Ma l a y s u a   ( U T M) .   H i s   r e s e a r c h   i n t e r e s t   i s   i n   u r b a n   c l i m a t o l o g y ,   u r b a n   h e a t   i s l a n d s ,   wi n d   e n g i n e e r i n g   a n d   b u i l d i n g   a n d   e n v i r o n e m t a l   e n g i n e e r i n g .             Mo h d   S u k r i   Ma t   A l i   o b t a i n e d   h i s   B E n g .   Me c h .   A e r o   a n d   ME N G .   Me c h .   f r o m   U T an d   P h .   D   M ech .   E n g .   f r o m   A d el ai d U n i v er s i t y .   C u r r en t l y ,   h i s   w o r k i n g   as   s en i o r   le c tu r e r   a D e p a r tm e n o f   M e c h a n ic a P r e c is io n   E n g in e e r in g H is   r e s e a r c h   in te r e s in   aer o d y n am i cs ,   w i n d   en g i n eer i n g   an d   co m p u t at i o n al   f l u i d s   d y n am i cs .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.