• Title/Summary/Keyword: 관성추

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MEMS 기반 관성항법장치의 칼만 필터 설계 문제점과 해결방안 고찰

  • Im, Jeong-Bin
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.191-192
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    • 2011
  • MEMS 기반 관성 센서를 이용한 항법장치를 개발하는 경우, 칼만 필터(Kalman Filter, KF) 구축 여부에 따라 그 성능이 결정된다. 특히 해상에서 이러한 MEMS 기반 관성항법 장치를 사용하는 경우에는, 육상과 달리 다양한 제약조건이 따르게 된다. KF는 선형과 비선형으로 구분되고, 비선형은 다시 확장 KF와 Unscented KF, Particle KF 등 다양한 것이 연구 개발되어 있는데, 해상에 적용하기 위해서는 이러한 다양한 필터들의 특징과 추가 요청사항 등을 사전 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 기존 개발된 KF를 조사하여 해상용 MEMS 기반 관성 항법장치를 개발하는 경우 필요한 필터 구성 방법을 조사하여 문제점을 살펴보고, 이 문제 해결을 위한 방안을 검토하였다.

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Indoor Localization Method using Single Inertial and Ultrasonic Sensors (단일 관성 센서와 초음파를 이용한 실내 위치추정 방법)

  • Ryu, Seoung-Bum;Song, Chang-Woo;Chung, Kyung-Yong;Rim, Kee-Wook;Lee, Jung-Hyun
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.10 no.4
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    • pp.115-122
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    • 2010
  • Most of intelligent services provided today work based on the users' location. Numerous devices for indoor localization services have their own characteristic functions and operating systems, we need the interoperability and diversity of middleware to connect and control these devices. The indoor localization method using existing inertial sensors are relatively less efficient because of additional cost according to the size of space. Accordingly, the indoor user localization method proposed in this study supports integrated services using OSGi framework, an open source project, and solves problems in inertial sensor based on accurate distance to a specific object measured using ultrasonic sensor. Furthermore, it reduces errors resulting from difference in response rate by adding the reliability item.

A Study on the Balancing of V/W-type Reciprocating Air Compressor (V/W형 왕복동 공기압측기의 평형에 관한 연구)

  • 김형진;김성춘;김정만;김의간
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.14 no.1
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    • pp.24-31
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    • 2004
  • Recently, as the marine compressor power is increased, vibration problems on the marine vessel with V/W type reciprocating compressor have been occurred. A research on the balancing of marine V/W type reciprocating compressor has hardly been reported though a number of researches on the balancing of rotating machinery have been conducted. As a V/W type compressor has high capacity with long stroke, compact size and high center of gravity, It is easy to have a vibration problem by a little bit unbalanced force and moment. In this study, calculation methods for balance weight of the V/W type reciprocating compressors, which have different piston weight and asymmetry structure, are formulated. And their reliability were verified by comparing calculated balance weight with the experimental results of the real marine V/W type reciprocating compressors.

An Experimental Comparison Study on Performance Evaluation for the Hydraulic Pin-on-disk Type Tribotester (유압식 마찰시험기의 성능 평가에 관한 실험적 비교 연구)

  • Seo, Man-Sik;Koo, Young-Pil;Cho, Yong-Joo
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.16 no.5 s.98
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    • pp.194-199
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    • 1999
  • For the purpose of improving accuracy in friction and wear test, a hydraulic pin-on-disk type tribotester was developed and its performance was evaluated experimentally. The performance estimation of the tribotesrer was accomplished by comparing both the consistency of the applied normal load and the robustness of the control against the mechanical disturbances with those of the pneumatic and the dead weight loading method respectively. The developed hydraulic pin-on-disk type tribotester showed the better reliability in the performance and the hydraulic loading method provided the more accurate friction coefficient.

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Study on Gravitational Torque Estimation and Compensation in Electrically Driven Satellite Antenna System (전기식으로 구동하는 위성안테나 시스템의 중력토크 추정 및 보상에 관한 연구)

  • Kim, Gwang Tae
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.33 no.10
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    • pp.789-796
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    • 2016
  • The weight of an antenna system pointing satellite on the mobile platform is restricted by the weight limit of the mobile platform. The maximum power of the actuator driving the antenna system is thus limited because a high power actuator needs a heavier weight. Thus, a drive system is designed to have a low torque requirement by reducing the gravitational torque depending on gravity or acceleration of the mobile platform, including vibration, shock, and accelerated motion. To reduce the gravitational torque, the mathematical model of the gravitational torque is preferentially obtained. However, the method to directly estimate the mathematical model in an antenna system has not previously been reported. In this paper, a method is proposed to estimate the gravitational torque as a mathematical model in the antenna system. Additionally, a method is also proposed to calculate the optimal weight of the balancing weight to compensate for the gravitational torque.

The Effect of Skewness of Nonlinear Waves on the Transmission Rate through a Porous Wave Breaker (파형의 왜도가 투과성 방파제 투과율에 미치는 영향)

  • Cho, Yong Jun;Kang, Yoon Koo
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.29 no.6
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    • pp.369-381
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    • 2017
  • It has been presumed that highly nonlinear skewed waves frequently observed in a surf zone could significantly influence the transmission behaviour via a porous wave breaker due to its larger inertia force than its nonlinear counterparts of zero skewness [Cnoidal waves]. In this study, in order to confirm this perception, a numerical simulation has been implemented for 6 waves the skewness of that range from 1.02 to 1.032. A numerical simulation are based on the Tool Box called as the ihFoam that has its roots on the OpenFoam. Skewed waves are guided by the shoal of 1:30 slope, and the flow in the porous media are analyzed by adding the additional damping term into the RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes equation). Numerical results show that the highly nonlinear skewed waves are of higher transmitted ratio than its counterparts due to its stronger inertia force. In this study, in order to see whether or not the damping at the porous structure has an effect on the wave celerity, we also derived the dispersive relationships of Nonlinear Shallow Water Eq. [NSW] with damping at the porous structure being accounted. The newly derived dispersive relationships shows that the phase lag between the damping friction and the free surface elevation due to waves significantly influence the wave celerity.

Numerical Analysis of Flow Characteristics for Bifurcation Channel Depending on Channel Planform Change using TELEMAC-2D (TELEMAC-2D를 이용한 분류부 평면형상 변화에 따른 흐름특성 수치모의)

  • Jung, Dae Jin;Jang, Chang-Lae;Jung, Kwan Sue
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.257-257
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    • 2019
  • 최근 기후변화에 따른 대응을 위해 기존 수자원 활용의 고도화 및 배수능력 증대를 위해 다양한 방안이 추진되고 있으며, 그에 따라 기존 개수로에 신규 수로를 연결하여 합류와 분류를 시키는 사례가 증가하고 있다. 특히 신규 개수로 연결을 위한 분류부 형상은 관련 설계기준, 분류유량의 규모, 해당 지점의 하상변동 경향, 지형여건, 흐름 분류시설 및 구조물의 형태(양수펌프장, 스크린이나 수문, 암거설치)와 같은 구조적 요인 등에 의해 달라지지만, 이와 관련된 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 분류부 평면형상 변화에 따른 분류유량비와 흐름분리구역 분포 등에 대한 흐름특성을 분석하고 이수와 치수계획 수립 등에 활용하고자 한다. 본 연구에서는 TELEMAC-2D 모형을 이용하여 주수로 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74, 0.52인 두 흐름에 대해 형상변화 폭을 주수로 폭(B)의 1B, 주수로 형상변화를 급확대, 점진적 확대 구간길이를 1B~3B로 변화시키며 분류유량비(분류수로 유입유량/상류 유입유량)와 흐름분리구역의 위치와 크기 등에 대한 분석을 수행하였다. 분류부 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74, 분류유량비는 0.33인 흐름은 주수로 형상변화 구간길이가 1B 일 때 0.44~0.46, 3B일 때 0.54~0.60으로 점차 분류유량비가 증가한다. 반면 상류 유입흐름의 프루우드수가 0.52, 분류유량비가 0.52인 흐름은 주수로 형상변화 구간길이가 1B일 때 0.77~0.82에서 3B일 때 0.70~0.80으로 점차 분류유량비 증가율이 감소하는 경향을 나타내게 된다. 주수로 형상변화 폭을 0.5B, 1B로 달리하여 수로 형상변화를 시킨 경우 분류유량비 증가율은 각각 135~162%, 134~176%로 나타났으며, 이는 수로 형상변화 폭보다 변화구간 길이가 더 큰 분류유량비 변화에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 흐름분리구역은 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74인 경우 수로형상 변화구간과 분류수로 입구에 형성되지만, 상류유입흐름의 프루우드 수가 0.52인 경우 수로형상변화 구간과 주수로 하류에도 형성된다. 수치실험 결과 동일수로 폭 직사각형 $90^{\circ}$ 분류수로에서 분류부 평면형상의 변화에 따라 주수로 하류방향흐름의 관성력은 감소하는 반면 분류수로로 향하는 횡압력경사와 흐름분리구역 발생위치 변화로 인해 분류 수로내 통수능이 증가하여 분류유량비가 급격하게 증가하게 된다. 또한 분류부 상류 유입흐름의 관성력이 작은 경우 분류부 평면형상 변화시 주수로 하류방향에서도 흐름분리구역이 형성되고 주수로 종방향 수위가 상승함에 따라 분류흐름 계획수립 시 세심한 주의가 필요하다.

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A Study on Vibration & Noise Reduction of Fast Back Feeding Device for Manufacturing Process (제조공정용 Fast Back 이송장치 진동·소음 저감에 관한 연구)

  • Han, Doo-Hee;Lee, Seung-Hun;Son, Yung-Deug
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.20 no.8
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    • pp.642-648
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    • 2019
  • This paper presents a fast back-type transfer device for snack food processing that uses the inertia of transferred material. A conventional conveying system is a drive system that uses a belt conveyor and mechanical crank, which generate noise and vibration and cause environmental pollution. Vibration and noise are reduced in the proposed fast back feeding device by using a counterweight. The crank drive unit was replaced with a linear servomotor, and an equilibrium device was designed to balance the force due to acceleration. This makes it is possible to adjust the forward and backward speed and acceleration through PLC control. A vibration damper device offsets the vibration force of the periodic shock form. The main cause of the vibration was identified through vibration analysis, and reduction measures were established. We verified the effectiveness of the vibration by making a prototype and performing about 10 vibration tests. Because no mechanical transducer is needed, energy loss, noise, and vibration do not occur, and the operating speed is not limited.

Study on Improvement in Steering Performance of an Auto-Guided Tractor using a Laboratory-made HILS simulator (HILS 시뮬레이터를 이용한 자율주행 트랙터 조향시스템 개선 연구)

  • Lee, Chang-Joo;Han, Xiongzhe;Jeon, Chanwoo;Kim, Junghoon;Kim, Hakjin
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.19-19
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    • 2017
  • 자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

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