한국구조물진단유지관리공학회 논문집 제16권 제2호(2012. 3) 65 교량의 진동제어를 위한 통합 무선제어 시스템 The Unified Wireless Control System for the Vibration Control of Bridge 허 광 희 1) 김 충 길 2)  주 원 3)* Heo, Gwang Hee Kim, Chung Gil Oh, Ju Won Abstract This paper aimed at the development of a unified wireless control system in order to control various forms of vibration of bridges. This unified wireless control system unified all different systems each of which functioned for difference purpose such as measurement, analysis, judgement, and control of data acquired from the movement of structure. It was designed to control structures with feedback which was returned according to each different situation after analyzing various signals measured about the structure. In this system, every information in each step from measurement to control was wirelessly transmitted to its central system so that a manager was able to effectively monitor the whole process. Just for the case when any system control need to intervene occurred, a graph user interface was designed for better access. In order to evaluate its basic performance, an experiment was carried out to see how signal input and output were done by comparing its results with those of a wired system. On the basis of the experiment, a vibration control experiment was performed on a model of cable-stayed bridge to see if the unified wireless control system worked well in realtime. This was carried out under four conditions, and the graph and quantitative result under each condition were compared each other. All experiments proved that the unified wireless control system functioned as well as the wired one in terms of its basic performance and vibration control. Keywords : Wireless Control System, Vibration Control, Wireless Measurement, Feedback Control 1) 정회원, 건양대학교 건설환경공학과 교수 2) 학생회원, 충남대학교 목공학과 박사과정 3) 정회원, 한남대학교 건설시스공학과 교수, 교신저자 * Corresponding author : ohjw@hannam.kr 042-629-7560 • 본 논문에 대한 의를 2012년 4월 30일까지 학회로 보내주시면 2012년 5월호에 론결과를 게재하겠습니다. 1. 서 론 건설기술의 발전과 사회적인 요구에 따라 최근 건설 구 조물은 날로 장 ⋅대형화 되고 있다. 장대형 교량구조물의 경우 큰 지간을 지지할 수 있도록 대부분 케이블을 사용 한다. 이와 같이 케이블을 사용한 장 ⋅대형 교량구조물은 구조적으로 유연한 특성을 갖고 있으므로 외부의 반복적 인 불특정 하중으로 인하여 피로가 누적되거나 지진과 같 은 급작스러운 과다 하중으로 인하여 상부구조가 낙교하 거나 교각에 심각한 손상이 초래될 수도 있다. 따라서 교 량구조물의 진동을 최소화 하기 위한 진동제어에 관한 다양 한 연구가 진행되고 있다 (Kobori, 1994; Jolly et al., 2000). 교량구조물의 진동을 제어하는 기술은 크게 계측모니 터링 기술과 구조물 상태에 따른 피드백 제어 기술로 분 류 할 수 있다. 먼저 계측모니터링 기술은 구조물에 부착 된 계측장치로부터 외부하중의 변화로 인한 구조물의 거 동을 실시간으로 측정하고 모니터링 하는 기술이다. 최근 계측모니터링시스템은 과다한 초기 설치비용과 유지관리 의 어려움 및 주변 환경에 의한 잡음과 같은 문제점을 개 선하고자 Straser가 무선 계측을 제안하여(Straser et al., 1998) 현재까지 많은 연구자들에 의하여 다양한 무 선 계측에 관한 연구가 진행되어 오고 있다. 대표적인 연 구로 Lynch 등은 MEMS 기반의 무선가속도 센서를 개 발하여 구조물의 동특성을 분석 ⋅평가하였고(Lynch et al., 2003), Kurata 등은 USM(Ubiquitous Structural Monitoring)시스템을 센서 노드(Sensor Node) 간에 다단 계(Multi-hop) 무선통신방식과 MEMS 가속도 센서를 바 탕으로 개발하였다. 그는 USM의 성능 검증하기 위하여 Shaking 테이블 실험과 실제 빌딩에 USM을 설치하여 지진 감지 모니터링 실험을 수행하였다(Kurata et al., 2003). 두 번째로 구조물 피드백 제어기술은 계측시스템