• 제목/요약/키워드: 감쇠최소자승법

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측정치를 이용한 시간영역 모우드 특성 규명 기법 및 잡음에 대한 민감도 분석 (Time Domain Modal Identification Method by using Measured Signals and its Sensitivity to Measurement Noise)

  • 최형진;이학은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권1호통권44호
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    • pp.83-91
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    • 2000
  • 측정치를 이용하여 구조계를 규명하는 경우에 일반적으로 측정치를 주파수 영역으로 변환하고 이를 도식적으로 파악하는 방법이 주로 이용된다. 이러한 방법은 신뢰도가 낮고 토목구조물 특히 교량 구조물과 같이 근접한 모우드의 특성을 가지는 구조계의 규명에 불리한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 시간영역에서의 데이터를 직접 이용하여 구조계의 모우드 특성을 규명하는 일련의 방법에 대한 적용성을 검토하였으며 이 때 발생할 수 있는 왜율에 대한 문제를 극복하기 위하여 최소자승법을 시간영역 규명기법에 중복하는 방법을 선택하였다. 제안된 방법의 타당성을 검토하기 위하여 현가계 모델을 이용하여 모의 해석을 수행하였다. 또한 실질적인 상황에서의 이용성을 검토하기 위하여 인위적인 잡음을 게재시켜 잡음에 대한 방범의 민감도를 검토하였다.

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신호처리기법을 이용한 구조물의 동특성치 추정 (Estimation of Structural Dynamic Properties Using Signal Processing Techniques)

  • 정태영;김양한
    • 대한조선학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.87-95
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    • 1990
  • 본 논문에서는 충격시험에 의해 얻어진 구조물의 과도진동응답 신호로부터 구조물의 동특성치를 구하는 기존방법에 대하여 살펴보고 이들 기존 방법의 단점을 개선할 수 있는 방법으로 최대엔트로피방법(Maximum Entropy Method)과 최소자승 Prony법(Least Square Prony Method)를 도입하여 수치실험을 통한 성능시험을 수행하였다. 그리고 적용예로서 선박의 낙묘시험으로부터 얻은 시계열에 이들을 적용하여 그 결과 FFT법 결과와 비교하였다. 연구결과, 최대엔트로피방법은 구조물의 인접 고유진동수들이 가까이 있고 얻을 수 있는 동적응답 시계열의 data 길이가 짧을 때의 고유진동수 추정에 유용하나 감쇠비 산정에는 유용하지 못함이 밝혀졌다. 또한, 최소자승 Prony법은 과감쇠계의 고유진동수 및 감쇠비 추정에 유용하나 동적응답 시계열에 많은 잡음이 포함되어 있을 경우, 감쇠비 추정성능이 크게 저하되는 것으로 나타났다.

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재귀적인 완전 최소자승법을 이용한 초음파 감쇠 계승 추정 기법 (Ultrasound attenuation coefficient estimation using recursive total least squares method)

  • 송준일;최낙진;임준석;성굉모
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집 제20권 2호
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    • pp.163-166
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    • 2001
  • 초음파를 이용하여 인체 조직의 특성을 알아내는 방법은 매우 광범위하게 응용되어 오고있다. 그 중에서 초음파를 발생시킨 후 반사되어 되돌아오는 신호를 측정하여 그 감쇠 정도로부터 조직의 특성을 추정하는 방법이 많이 사용되고 있다. 이러한 감쇠현상은 발생된 초음파가 조직 내에서 흡수 또는 산란현상을 거치면서 주파수가 변이를 일으키기 때문에 발생한다. 따라서, 조직의 감쇠 특성을 알아내기 위해서, 주파수의 함수로 근사할 수 있는 감쇠 계수(attenuation coefficient)를 이용하여 시간에 따라 달라지는 주파수 변화를 추정한다. 그러나, 기존의 Ah(Auto-Regressive) 모델을 통한 시간영역 및 주파수 영역에서의 추정 방법을 사용하면 잡음이 존재하는 상황에서 시변 신호를 추정하는데 성능이 많이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해서, 가변 망각 인자와 재귀적인 TLS(Total Least Squares) 방법을 사용하여 시간에 따라 변하는 신호를 정확하게 추정하고 잡음환경에도 강인한 알고리듬을 제안하였다. 또한, 제안된 알고리듬은 추정 성능을 향상시킬 뿐 아니라 감쇠정도의 강약에 관계없이 망각인자의 값을 적응적으로 변화시켜 동작하는 장점을 가진다.

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해석적 자코비안을 이용한 표면파 기법의 역산 (Inversion of spectral analysis of surface waves with analytic Jacobian)

  • 하희상
    • 지구물리
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    • 제5권3호
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    • pp.233-245
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    • 2002
  • 이 연구에서는 표면파의 분산 특성을 지반 공학에 적용하여 비파괴 시험으로 강성도 프로파일(stiffness profile of shear)를 얻는 방법인 표면파 기법(SASW, spectral analysis of surface waves)의 효율적이고 경제적인 역산을 수행하기 위하여 해석적으로 자코비안을 도출하였다. 표면파 기법은 지하구조를 균질한 수평 층으로 가정하여 레일리 파의 파장 대 위상 속도 관계인 분산 곡선으로부터 레일리 파와 전단파 간의 속도 비례 관계를 이용하여 지하 천부의 전단파 속도 구조를 파악하는 방법이다. 해석적으로 자코비안 식을 유도하여 역산을 수행하므로서 수치적으로 자코비안을 구해 역산을 수행하는 방법에 비해 지하구조를 N개의 수평 층으로 나누었을 때 계산 시간을 2N 배 빠르게 역산을 수행할 수 있었다. 차분 전개를 통한 이론 분산 곡선 응답 반응 알고리즘으로 이론분산 곡선을 구한 후 해석적으로 도출한 자코비안을 이용하여 제한 조건을 가한 감쇠 최소 자승법을 이용하여 이론 모형에 대한 반응 양상을 검토, 고찰하여 타당성을 검증하였다. 물리적 특성을 직접 확인할 수 있었던 현장의 도로 포장체에 대해 적용하므로서 현장 적용 가능성을 확인하였다. 또한 표면파 기법의 응용으로 터널의 숏크리트 두께 및 배면의 전단파 주상도를 얻을 수 있었고 이로부터 터널의 건전성 평가를 내릴 수 있는 가능성을 제시하였다.

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KF-16D 지상진동시험 (Ground Vibration Test of KF- 16D)

  • 변관화;박찬익;김종헌
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.41-49
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    • 2005
  • 본 논문에서는 KF-16D 항공기의 동특성을 실험적으로 규명하기 위해 수행한 지상진동시험의 시험 방법, 센서 및 장비 설치, 시험 결과 검증 방법 및 시험 결과를 기술하였다. 지상진동시험은 외부 장착물 장착 형상에 따라 7가지 형상으로 분류하여 실시하여 외부장착물 부착 형상에 따른 항공기의 동특성 변화를 정량적으로 산출하였고 비행 중 항공기 진동 모드의 정량적인 변화량을 예측할 수 있게 하였다. 항공기 지지는 항공기 비행 상태의 조건을 구현하기 위하여 착륙장치 타이어의 공기압을 최소로 하였다. 시험은 6개~8개의 가진기를 사용하여 다점 랜덤 가진법으로 항공기를 가진하고 약 200개의 가속도계로부터 항공기의 응답을 측정하였다. 시험결과 관심 있는 낮은 주파수영역에서 선형성을 보여 양질의 주파수 응답함수를 얻었으며, 상반성을 만족함을 알 수 있었다. 측정된 가진력과 응답신호로부터 주파수 응답 함수를 구하였으며, 고유 진동수와 감쇠 계수는 주파수 응답함수로부터 다기준 최소 자승 복소 지수법을 적용하여 산출하였다. 고유진동모드는 최소 자승 주파수 영역법으로 사용하여 구성하였다.

고무의 동탄성계수와 손실계수의 주파수 의존성을 평가하기 위한 양팔 샌드위치보 시험법의 연구 (A Double Cantilever Sandwich Beam Method far Evaluating Frequency Dependence of Dynamic Modulus and Damping Factor of Rubber Materials)

  • 김광우;박진택;이덕보;최낙삼
    • Composites Research
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    • 제14권3호
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    • pp.69-76
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    • 2001
  • 본 연구에서는 고무의 동탄성계수와 손실계수에 대한 주파수 의존성을 평가하기 위한 새로운 양팔 샌드위치보 시험법을 제안하였다. 고무층이 삽입되어 접착된 양팔샌드위치보 시험편의 횡진동 거동에 대해 유한요소 모달변형률 에너지법을 조합한 사인스위프 시험을 이용하여 분석하고 동적 점 탄성해석시험 및 단순공진시험 결과와 비교 검토하였다. 양팔 샌드위치보의 횡진동 모드에 따라 고무층의 주파수별 동탄성계수와 재료감쇠계수를 측정하고, 이들을 최소자승오차법에 의거하여 주파수의 이차함수로 회귀시켜 평가할 수 있었다.

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보에 부착된 압전웨이퍼의 전기역학적 신호를 통한 고주파수 대역 감쇠 추정 (Estimating High-Frequency Damping of a Beam through Electro-Mechanical Signatures of Piezoelectric Wafer Mounted on the Beam)

  • 신용재;박현우
    • 대한토목학회논문집
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    • 제37권1호
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    • pp.217-229
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    • 2017
  • 보의 표면에 부착된 압전웨이퍼를 통해 가진되고 측정되는 고주파수 대역의 전기역학적 신호는 보에 발생한 미세 손상에 매우 민감하다. 이러한 부착형 압전웨이퍼의 장점을 이용한 보의 손상 진단을 효과적으로 수행하기 위해서는 압전웨이퍼의 탐지범위 예측이 필요하다. 고주파수 대역에서 압전웨이퍼의 탐지범위에 영향을 주는 여러 가지 요인 중 가장 지배적인 인자는 보의 감쇠이다. 이 연구에서는 보에 부착된 압전웨이퍼의 전기역학적 신호를 이용하여 보의 감쇠를 추정할 수 있는 기법을 제시한다. 공진이 발생하는 과정에서 보의 감쇠효과를 고려하여 압전웨이퍼의 전기역학적 신호를 파전달 관점에서 정식화한다. 실제 계측된 전기역학적 신호로부터 구한 측정 감쇠비 함수값과 정식화된 전기역학적 신호로부터 계산된 감쇠비 함수값의 차이를 최소화하는 최소자승법을 통해 보의 감쇠비를 추정한다. 제시된 방법을 압전웨이퍼가 병치되어 있는 알루미늄 보 수치 및 실험 예제에 적용하여 타당성을 검증한다.

단일 반송파를 이용한 해상 VHF 채널의 전파 경로 감쇠 지수 측정 (Measurements on the Propagation Path Loss Exponent at Maritime VHF Channel Using Single Carrier Signal)

  • 김승근;김시문;윤창호;임용곤
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권7호
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    • pp.1450-1456
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    • 2015
  • 송신 안테나는 약 53m 높이에 설치하고, 수신 안테나는 약 6m 높이에 설치하였으며, 해안국에서 700m부터 약 20km까지의 전파 경로 구간에서 $5{\pm}1m/s$의 속도로 이동하면서 150.0625MHz의 단일 주파수를 사용하여 수신신호의 크기를 측정하는 시험을 수행하였다. 본 논문에서는 실해역 측정 데이터를 입력으로 하여 최소자승법오차 방법을 이용하여 측정한 전달경로 구간에서 경로감쇠지수가 3.79가 됨을 추정하였으며, 추정한 경로감쇠지수는 해상 VHF 채널(100MHz)에 대해 ITU-R P.1546-4 Annex 2의 측정 결과와 유사한 결과를 보인다. 추정한 경로감쇠 지수값은 우리나라 남해안의 해상통신에서 하절기의 경로감쇠 지수 예측값으로 사용할 수 있을 것이다.

자동차용 댐퍼의 비선형 동특성 (Nonlinear Dynamic Characteristics of an Automobile Damper)

  • 조성진;전광기;최성진;최규재;최연선
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.873-876
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    • 2005
  • The nonlinear characteristics of a damper is directly related to the car behavior and performance, both for handling and comfort. So considering the nonlinear characteristics of a damper such as hysteresis is important to analyze the dynamic characteristics of a car suspension. In this study, a mathematical nonlinear dynamic damper model based on experimental data is devised to estimate the nonlinear parameters of a NEW EF-SONATA damper using the least square method. The devised nonlinear dynamic damper model is used to analyze the reaction force of a NEW EF-SONATA suspension using ADAMS. The simulation results are good agreement with the experimental data than those of the linear model.

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복소 전기비저항을 이용한 IP 탐사 모델링 및 역산 (IP Modeling and Inversion Using Complex Resistivity)

  • 손정술;김정호;이명종
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권2호
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    • pp.138-146
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    • 2007
  • 이 연구에서 복소 전기비저항을 이용한 2차원 IP 모델링 알고리듬과 이를 이용한 역산 알고리듬을 개발하였다. 복소 전기비저항을 이용한 IP 탐사기법은 크기인 전기비저항과 위상정보를 제공함으로써 지하의 수리지질학적인 특성 및 내부 공극수 종류 등 다양한 정보의 제공이 가능하여 활용성이 확대되고 있다. IP 탐사 모델링 및 역산 알고리듬은 기존의 전기비저항 모델링 및 역산 알고리듬을 복소 연산을 포함하도록 확장함으로써 개발되었다. IP 모델링은 유한요소법을 이용한 2.5차원 모델링 알고리듬을, 역산 알고리듬으로는 평활화 제한을 가한 감쇠 최소자승법을 이용하였다. 모델링의 검증에는 슐럼버저 배열에 대하여 3차원 층서모형에 수치필터링을 이용한 1차원 모델링 결과와 비교하였으며, 쌍극자 배열에 대하여 고립이상체 모형에 3차원 적분방정식 IP 모델링 알고리듬과 비교하여 그 타당성을 확인하였다. 역산의 타당성을 확인하기 위하여 전기비저항 및 위상 중 하나는 배경매질과 동일하고 다른 물성 하나만 차이를 가지는 모델에 대하여 역산 실험을 수행하였으며, 전기비저항 및 위상 이상체를 정확히 영상화하고 있음을 확인하였다. 역산의 실제 복잡한 지질모델에의 적용성을 확인하기 위해, 3차원 층서구조 내에 두 번째 층의 일부에 위상 이상체가 존재하는 모형을 설정하여 수치실험을 수행한 결과 전기비저항 단면에서는 이상체가 잘 확인되지 않으나, 위상 단면에서 그 이상체가 명확히 나타나는 것을 확인하였다.