• 제목/요약/키워드: 상태공간해석

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부유식 구조체 운동 해석을 위한 시스템 식별 방법을 이용한 상태공간방정식 모델 (State-Space Equation Model for Motion Analysis of Floating Structures Using System-Identification Methods)

  • 성준식;박원석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제37권2호
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    • pp.85-93
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    • 2024
  • 이 논문에서는 파랑 하중을 받는 부유식 구조체의 운동 해석에 있어서 시스템 식별 방법을 이용한 상태공간방정식 모델을 수립하고 해석하는 방법을 제안하였다. 상태공간방정식 모델의 수립 방법으로는 주파수영역에서 하중-변위 입출력 관계에 대한 목표 전달함수를 구하고 이에 가장 근접하는 상태공간방정식을 구하는 절차를 제시하였다. 전통적으로 부유식 구조체 운동의 시간영역 해석은 지연함수의 합성곱적분을 포함하는 Cummins 방정식을 시간적분하여 이루어진다. 상태공간방정식 모델은 이러한 시간영역해석을 효과적으로 수행하기 위한 방법의 하나로서 연구되어 왔다. 제안하는 방법에서는 시스템 식별방법인 N4SID 와 전달함수의 분모 및 분자 다항식의 계수를 설계변수로 하는 최적화방법을 사용하여 목표 전달함수에 상응하는 상태공간방정식을 구한다. 제안하는 방법의 적용성을 보이는 예제로서 단자유도 수치모델 및 6자유도 바지의 운동을 해석하였다. 제시하는 상태공간방정식 모델은 주파수영역 및 시간영역에서 모두 기존의 해석결과와 잘 일치하고 시간영역해석에서는 계산의 정확도를 확보하면서 계산 시간을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

공간구조물의 분기좌굴해석이론의 개발 (A Development of Numerical Method for Bifurcational Bucklingof the Spatial Structures)

  • 이경수;한상을;이재영;김만중
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.496-499
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    • 2009
  • 본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 분기이론에 관한 수치 해석적 기본 방법 및 경로 추적, pin-pointing, 경로 전환을 기술하고 있다. 비선형 탄성 불안정 상태는 극한점과 분기점으로 분류될 수 있으며, 평형경로상의 평형점의 계산 및 평형경로상의 특이점을 찾기 위한 pin-pointing 반복계산을 수행하는 일반적인 비선형 수치해석법으로 극한점을 계산할 수 있다. 그러나 분기좌굴 해석을 위해서는 좌굴 후 분기경로의 추적을 위한 분기경로 전환 알고리즘이 추가적으로 필요하다. 본문에서는 에너지이론에 기초한 일반 탄성안정이론을 소개하고, 평형경로 추적, 분기 좌굴점을 찾기 위한 직접법과 분기경로 전환에 관한 이론을 전개한다. 분기좌굴 해석예제로 트러스로 이루어진 스타돔, 핀지지의 평면아치, 평면프레임, 3차원 공간프레임의 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 실용성을 검증한다.

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게이트 레벨 동기 회로의 자동 합성에 관한 연구 (Automatic synthesis of gate-level timed circuits)

  • 김현기;신원철;안종복;이천희
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 1997년도 춘계 학술대회 발표집
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    • pp.36-38
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    • 1997
  • 본 논문은 gate-level timed circuits의 자동 합성과 검증에 대한 것으로, 동기 회 로는 디자인을 최적화하기 위해 합성 절차가 사용된 동안 설계서에 명시된 시간 정보에 속 한 비동기 회로의 일부로서 이 시스템은 열거된 일반적인 회로 작용과 시간의 요구 조건에 대해 설계를 해석한다. 이 설계는 영향을 미치는 상태 공간을 구하기 위해 정확하고 효과적 인 시간 해석 알고리즘을 사용해 해석할 수 있는 그래픽 표현으로 자동적으로 변환된다. 이 상태공간으로부터 합성 절차는 standard-cells과 gate-arrays와 같은 반 주문형 반도체로 매핑을 용이하게 하기 위해 기본 게이트만을 사용해 어려움을 해결하는 시간에 대한 회로 유도된다.

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최소총계적계수 감도를 갖는 상태공간 디지틀 필터의 합성 (Synthesis of the State-space Digital Filter with Minimum Statistical Cofficient Sensitivity)

  • 문용선;박종안
    • 한국통신학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.510-520
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    • 1988
  • 無限誤長 상태 공간 디지틀 필터를 有限誤長 상태 공간 디지틀 필터로 실현할 때 量子化 誤差인 상태 공간 계수〔ABCD〕의 미소 변동에 기인한, 출력 오차 分散을 $\Delta$〔ABCD〕의 分散으로 正規化하였다. 즉, S=E을 統計的 感度로 정의하고 시스템 구조적 성질을 나타내는 可制御性 Gramian, 그리고 2차 모드 해석 방법을 상태 공간 디지틀 필터에 확장해서 最小 統計的 感度를 갖는 실현 구조를 합성하였으며 시뮬레이션을 통하여 최소 구조 합성의 유효성을 확인하였다.

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유한변형과 굽힘효과가 고려된 3차원 보-기둥요소에 의한 공간구조물의 분기좌굴해석 (A Bifurcation Analysis of Space Structures by Using 3D Beam-Column Element Considering Finite Deformations and Bowing Effect)

  • 이경수;한상을
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.307-314
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    • 2009
  • 본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 탄성 분기 좌굴해석을 위한 공간프레임의 정식화, 분기경로 추적을 위한 pin-pointing 및 분기경로 전환알고리즘을 기술하고 있다. 복잡한 좌굴 후 거동특성을 파악하기 위한 본 연구의 공간프레임요소는 오일러리안 좌표계에 의한 유한회전이론으로 강체변형을 계산하였고, 굽힘효과가 고려된 보-기둥식을 적용하여 적은 개수의 요소의 사용으로도 정해를 얻을 수 있도록 하였으며, 후좌굴해석과 같은 고도의 비선형해석을 수행하기 위해 기하강성행렬의 모멘트에 대한 영향을 고려하였다. 분기좌굴에 의한 좌굴후 평형상태인 주경로와 분기경로의 pin-pointing 알고리즘으로 특이점을 계산하였으며, 고유치 및 고유모드를 이용한 본 연구의 수치알고리즘에 의해 분기경로를 추적하였다. 분기좌굴 해석예제로 평면프레임, 평면아치 및 공간돔에 대한 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 적용성을 검증한다.

단섬유보강 플라스틱재료의 사출성형 충전공정 수치해석 (Numerical Simulation of Injection Molding Filling Process of Short-Fiber-Reinforced Thermoplastics)

  • 권태헌
    • 유변학
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    • 제5권2호
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    • pp.109-124
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    • 1993
  • 본 연구의 목표는 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 단섬유 강화 플라스틱의 충전 공정에서의 과도기적 섬유방향성을 예측하는 수치해석 프로그램의 개발에 있다. Hele-Shaw 방정식에 단섬유에 의해서 추가된 응력을 고려한 Dinh-Armstrong의 모델을 도 입함으로써 새로운 충전과정의 압력 지배 방정식이 유도되었다. 새로운 압력지배 방정식은 단섬유에 의한 응력 때문에 몇 개의 새로운 항들을 포함하고 있다. 충전 과정의 해석은 새 로운 압력지배방정식과 에너지 방정식을 유한효소법과 유한 차분법을 이용하여 풀고 동시에 배향텐서(roientation tensor)의 변화 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 풀었다. 단섬유 배향 텐서를 텐서의 변환 법칙을 이용하여 임의의 3차원 금형 공간내의 모든유한요 소의 중심에서 두께방향의 모든유한 차분 격자를 따라 계산하였다. 이러한 방법으로 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 비등온 충전유동과 과도기적 3차원 섬유배향상태를 서로의 상호작용을 고려하여 수치 모사하여 다양한 유동 형태에 따른 단섬유 배향 상태의 변화에 대하여 알아보고자 한다.

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고승압비를 갖는 부스트-플라이백 컨버터의 개선된 모델링 방법 및 제어 (Improved modeling and control of integrated boost-flyback converter for high step-up applications)

  • 서상욱;이귀준;김래영;현동석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1151-1152
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    • 2011
  • 본 논문에서는 부스트-플라이백(Integrated Boost-Flyback Converter, IBFC) 직렬 연결 구조 컨버터의 동작 특성 해석 및 정확한 제어기 설계를 위한 개선된 모델링 방법을 제시한다. 주 스위치에 의해 IBFC의 부스트, 플라이백 컨버터가 서로 다른 도통 모드로 동시에 동작 하기 때문에 2대 컨버터의 모델링과 회로 해석을 위한 이론적인 모델링 접근방법과 수학적인 계산과정이 복잡하다. 따라서 IBFC를 등가 전류 소스를 포함한 부스트, 플라이백 컨버터로 각각 나누어 상태 공간 평균화 방법을 이용하여 회로 방정식을 독립적으로 유도한 후, 이 회로 방정식을 종합하여 IBFC의 완전한 상태 공간 방정식을 얻을 수 있다. 제안된 방법은 IBFC의 복잡한 모델링을 간단하게 해 주며, 수학적인 계산 과정도 간소화 시킬 수 있는 장점이 있다. 이를 바탕으로 정상 상태 해석 및 높은 출력 전압 추종 제어기를 설계하였다. 시뮬레이션과 실험 결과를 제시하여 제안된 방법의 유효함을 검증하였다.

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Characterization of Conductive Fractures in Fractured Rocks using Borehole Logging Data

  • 조민조;이대하;이승구;김형찬
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 1998년도 공동 심포지엄 및 추계학술발표회
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    • pp.109-113
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    • 1998
  • 본 연구에서는 전기전도도, 온도, 유속 검층을 이용하여 시추공내의 유동성 단열구조를 확인하고 각 유동성 단열구조를 통한 시추공간의 수리적 연결관계를 해석하였다. 검층은 자연상태와 인근 시추공으로부터의 양수에 의한 부정류상태에서 각각 실시되었다. 자연상태에서는 지하수 유동이 매우 느려 유동성 단열구조가 쉽게 인지되지 않으나, 부정류 상태에서는 각 시추공간의 수리적 연결성을 보여준다. 각 시추공별 검층에서 나타나는 유동성 단열구조는 모두 일치하지 않으며, 특히 부정류 상태에서의 유속 검층에서는 타 검층에서 인지된 유동성 단열구조중 일부만이 시추공간에 서로 수리적으로 연결되어 있음을 보여준다.

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항공기 세로 동특성 해석을 위한 시뮬레이터 설계 (The Simulator Design for the Analysis of Aircraft Longitudinal Dynamic Characteristics)

  • 윤선주
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.427-436
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    • 2006
  • 운동하는 물체의 동특성 해석을 위한 상태 공간 모델 방식이 컴퓨터에 의한 미분방정식 해석의 수학적인 도구로서 도입되었다. 시스템 표현이 간단한 행렬 연산 형태로 이루어지므로 선형 및 비선형, 시변 및 시불변 시스템과 단변수 및 다변수 시스템 등에 대하여 통일된 방식의 모델이 사용가능하다. 그리고 이러한 상태 공간 모델을 해석하기위해서는 복잡한 벡터 연산을 하여야 하지만 패킷 소프트웨어의 특정함수를 사용하여 쉽게 해석할 수가 있다. 그러나 최근에는 상용 프로그램의 발전에 따라 동특성 해석을 위한 상태 공간 모델을 대화형 도형 처리를 하여 매우 간단하게 동특성을 시뮬레이션 할 수 있는 방법이 제공되고 있다. 본 논문은 운동하는 물체의 동특성 해석을 하는 데 교육용으로 활용할 수 있는 시뮬레이터를 개발하는 목적으로 항공기의 세로 동특성 해석을 위한 시뮬레이션을 수행하고자 하였으며 항공기 세로 안정성에 대한 과도응답 특성을 해석하는 시뮬레이터를 설계하였다.

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Vernier 모드 2-듈 TCSC의 특성 해석을 위한 싸이리스터 점호각 계산 (Calculation of the Thyristor Firing Angles to Analyze the Characteristics of Two-Module TCSC in Vernier Mode)

  • 정교범
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.54-62
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    • 2000
  • 본 논문은 Vernier 모드에서 운전하는 2-모듈 TCSC로 구성된 전력송전시스템의 특성 해석을 위하여 싸이리스터 점호각 계산을 푸리에 공간에서 수행한다. 이를 위하여 싸이리스터 스위칭 함수를 이용하여 TCSC 리액터 전류에 관한 연립방정식을 구하였다. TCSC 모듈의 등가 임피던스가 전력송전 시스템이 요구하는 특정값을 갖게 하는 싸이리스터 점호각을 수치해석 방법을 사용하여 구하고, TCSC 전력송전시스템의 정상상태 특성을 해석하였다. 또한 EMTP 시뮬레이션을 수행하여 푸리에 공간에서의 점호각 계산의 타당성을 시평면상에서 검증하였다.