• 제목/요약/키워드: 선형안정성

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TSK퍼지모델로부터 TSK퍼지제어기의 설계 (Design of TSK Fuzzy Controller Based on TSK Fuzzy Model)

  • 강근택;이원창
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권11호
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    • pp.53-67
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    • 1998
  • 본 논문은 TSK퍼지모델로부터 폐루프의 안정성을 보장하며 그 응답을 자유로이 지정할 수 있는 퍼지제어기와 그 제어기의 설계 방법을 제안한다. 본 논문에서는 퍼지규칙의 선형식이 상수항이 포함되는 affine 방정식으로 된 일반적인 형태의 TSK퍼지모델을 다룬다. 본 논문에서는 제안되는 TSK퍼지제어기는, 선형시스템에서 사용되는 극배치(pole placement)법을 사용하여 설계될 수 있으며, 폐루프의 응답이 원하는 안정된 선형시스템의 거동과 동일하게 되도록 하며, 제어 목표를 바꿀 수 있도록 하며, 적분제어도 가능하게 한다. 시뮬레이션을 통해 퍼지제어기가 유효함을 보인다. 본 논문에서는 연속시스템과 이산시스템 모두에 대해 설명한다.

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동적선형모델을 적용한 인터넷 시각동기 모델 (An Internet Time Synchronization Model using Dynamic Linear Model)

  • 유동희;황소영;김용호
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제10C권6호
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    • pp.711-716
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    • 2003
  • 인터넷상에 분산된 시스템들의 시각동기(time synchronization) SNTP(Simple Network Time Protocol) 의 시각동기모델을 분석하고 안정딘 시각오프셋을 제공할 수 있는 새로운 시각동기모델을 제안한다 SNTP 가 사용면에서는 간다나나 다영한 오류 요소를 구려하지 않으므로 인해 발생하는 안정성 면에서는 단점을 보완하기 위해 SNTP 시각 오프셋 추정식을 분석한다. 분석 결과로 추정된 시각 오프셋이 동적 오류 요소인 송신지연과 수신지연의 차이를 대표적인 오류 요소로 내포하고 있음을 확인하고 송수신 지연차를 적용한 새로운 시각동기 모델로 동적선형모델을 적용한 시각오프셋 추정 모델을 제안한다. 그리고 실측을 통한 송수신 지연차의 특성을 분석 결과로 제시한다.

고체로켓모터의 비선형 연소 불안정성 예측 기법 (The Nonlinear Combustion Instability Prediction of Solid Rocket Motors)

  • 홍지석;문희장;성홍계;엄원석;서성현;이도형
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.20-27
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    • 2016
  • 연소 불안정 현상은 연료의 응답 함수, 연소율, 국부 연료 표면의 유동 속도에 영향을 미치기 때문에 고체로켓 모터 설계 시 성능이나 구조적 안정성을 다루는 측면에서 매우 중요한 부분이다. 연소 불안정 현상은 음향 모드가 연소/유동과정에서 발생하는 진동수와 결합(coupled)되었을 때 발생한다. 본 연구에서는 비선형 파동방정식으로부터 음향 비선형 불안정 모델을 유도하여 실린더형 고체로켓 모터의 연소 불안정 현상을 분석하였다. 또한 고체로켓 모터 연소실 압력, 연소 속도가 연소 불안정에 미치는 영향을 조사하였다.

3-로브 베어링으로 지지된 중형 고속 터보차저 로터의 선형 및 비선형 동적 안정성 특성 규명 (Identification of Linear and Nonlinear Dynamic Stability Characteristics of a Medium-size High-speed Turbocharger Rotor Supported by 3-lobe Bearings)

  • 이안성;김병옥
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.562-569
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    • 2011
  • In this study linear and nonlinear dynamic stability characteristics of a medium-size high-speed turbocharger, whose rotor is supported by two 3-lobe journal bearings, are analyzed to evaluate and identify the effects of its bearing design variables. The rotor has the rated speed of 40,500 rpm and maximum continuous speed of 45,000 rpm. At first, utilizing the linear stability analysis method, bearing designs of yielding stable or unstable LogDecs as small as possible are searched by manipulating with machined bearing clearances and preloads. As next, utilizing the nonlinear analysis method, limit cycles of the rotor responses at the rated and maximum continuous speeds are simulated to check their acceptances. Results have shown that for the turbocharger rotor-bearing system considered, the 3-lobe journal bearing design with a smaller machined clearance and a larger preload are preferred for the stable rotor responses. More importantly, since there exists a good correlation between the linear and nonlinear stability analysis results, it is concluded that firstly the linear stability analysis method may be applied to screen quickly the ranges of bearing designs for stable or least unstable solutions and then, lastly the nonlinear stability analysis method may be deployed to check an absolute motion stability in terms of the limit cycle.

불확실성을 갖는 비선형 시스템의 퍼지 $H^{\infty}$ 제어기 설계 (Fuzzy $H^{\infty}$ Controller Design for Uncertain Nonlinear Systems)

  • 이갑래;정은태;박홍배
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권6호
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    • pp.46-54
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    • 1998
  • 본 논문은 파라미터 불확실성을 갖는 비선형 시스템을 안정화하며, 폐루프 시스템의 외란감쇠에 대한 $L_{2}$ 이득 제한조건을 만족시키는 견실 퍼지 $H^{\infty}$ 제어기 설계기법을 제시한다. 불확실성을 갖는 비선형 시스템을 불확실성을 갖는 Takagi-Sugeno(T-S) 모델로 표현하고 병렬 분산 보상(PDC : parallel distributed compensation)의 개념을 이용하여 제어기를 설계한다. 파라미터 불확실성을 갖는 T-S 퍼지모델에 대한 감쇠율을 만족하는 폐루프 시스템의 안정성 조건과 Lyapunov 함수를 이용하여 외란감쇠 조건을 유도하고, 선형 행렬 부등식(LMI: linear matrix inequality)을 이용하여 견실 퍼지 $H^{\infty}$ 제어기가 존재할 충분조건을 구한다. 마지막으로 불확실성을 갖는 비선형 시스템에 대한 퍼지 $H^{\infty}$ 제어기 설계 예를 보인다.

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유전자 알고리즘을 이용한 사면안정 해석 (Slope Stability Analysis Using the Genetic Algorithm)

  • 신방웅;백승철;김홍택;황정순
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.117-127
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    • 2002
  • 사면의 파괴면 형태를 간단한 비선형 함수로 모델링하여 해석하는 결정론적인 사면안정 해석은 지층의 복합 특성과 불연속적인 특성을 효과적으로 반영하지 못하는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 결정론적인 방법 보다 지층의 제반조건들을 다양하게 반영할 수 있는 임의 탐색기법인 유전자 알고리즘을 이용한 사면안정 해석 방법을 제시하였다. 제시된 방법의 적합성을 확인하기 위해 단일지층 및 복합지층을 대상으로 하여 제안된 방법과 결정론적인 방법을 비교.검토하였으며, 검토결과 유전자 알고리즘을 이용한 사면안정해석 방법의 적용성을 검증할 수 있었다. 또한 제시된 사면안정 해석 방법에 강우강도에 따른 지하수위의 변화 예측모델을 적용하여 보다 합리적인 사면안정 해석 방법을 제시하였다.

불연속면의 비선형 전단강도를 이용한 암반사면 쐐기파괴 확률 해석 (Wedge Failure Probability Analysis for Rock Slope Based on Non-linear Shear Strength of Discontinuity)

  • 윤우현;천병식
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.151-160
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    • 2003
  • 암반사면의 대표적인 파괴유형인 쐐기파괴에 대한 확률론적 안정 해석 수행 과정에서 가장 주요한 불연속면의 특성인 전단 강도에 대해 Mohr-Coulomb 모델에 의한 선형적 강도특성과 Barton모델에 의한 비선형적 강도특성이 사면의 안정성 해석에 주는 영향을 비교하고자 하였다. 사면 안정성 해석의 방법으로 결정론적 해석과 Monte Carlo Simulation을 이용한 확률론적 해석을 수행하였으며, 불연속면의 통계적 분석을 수행한 후 $x^2$ 검증을 통해 분포함수를 검증하였다. 해석 대상 사면은 중앙선 O O공구로, 불연속면의 특성을 파악하기 위해 BIPS, DOM, Scanline, 절리면 직접전단 시험자료를 사용하였다. Mohr-Coulomb, Barton모델에 의한 결정론적 해석 결과는 모두 안정한 것으로 나타났으나, 확률론적 해석 결과 두 모델 모두 5% 이상의 파괴확률을 나타냄으로서 잠재적인 불안정성을 가지는 것으로 평가되었다. 또한 Mohr-Coulomb의 모델이 Barton의 모델보다 더 큰 파괴확률을 가지는 것으로 나타났다. 불연속면의 전단강도 정수 산정시 Mohr-Coulomb의 모델은 한정된 실내시험 자료를 가지게 되고, 정확한 점착력의 산정이 어려운 점, 파괴블록의 규모가 작은 경우 안전율이 지나치게 과대 평가될 가능성 등이 있으므로, 합리적인 사면 안정성 해석을 위해서는 강도정수 산정시 적절한 모델 선택이 중요하다.

GIS 프로그래밍을 이용한 도로중심선 평면선형 평가 (Evaluation on the Horizontal Alignment of Road Centerline using GIS Programming)

  • 김동기;최세휴
    • 한국도로학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.1-8
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    • 2012
  • 도로의 평면 선형은 도로의 안정성과 교통 용량과 관계가 깊다. 도로의 효율적인 유지 관리와 기준에 대한 적합성 평가를 위해서는 도로의 평면 선형을 정확하게 분석하는 방법이 필요하다. 최근 Lidar자료나 GPS를 이용한 도로의 평면 선형 연구가 진행되고 있으나 넓은 지역에서의 평면 선형 곡선 반경을 분석하기에는 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 수치지형도의 도로중심선을 이용하여 곡선 반경이 도로 구조 시설기준에 적합한지 여부를 평가하는 도구를 GIS 상에서 구현하고자 한다. 또한 $ESRI^{(R)}$ $ArcObject^{TM}$와 프로그래밍 언어인 비주얼 베이직(Visual Basic)을 사용해 도로의 평면선형을 자동적으로 산정할 수 있는 인터페이스를 설계 구현하였다.

카나드 형상 고시동 항공기 공력설계를 우한 높은 받음각 정적 안정성 분석 실험 연구 (An Experimental Study on High Angle of Attack Static Stability Analysis For the Aerodynamic Design of Canard Type High Maneuver Aircraft)

  • 정인재
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권7호
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    • pp.575-580
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    • 2007
  • 카나드 형상 고기동 항공기의 개념 설계 단계에서 높은 받음각 항공기 정적 안정성 분석을 위해 저속 소형 풍동시험을 수행하였다. 본 연구에서는 1/50축척의 일반적인 카나드-동체-날개 형상을 소형 풍동시험 모델로 사용하였다. 높은 받음각 비선형특성을 포함한 정적 안정성을 분석하기 위하여 카나드 굽힘에 따른 수직 꼬리 날개 효과를 분석하였다. 또한 높은 받음각에서 Nose Chine 효과를 분석하였다. 실험 연구에서 얻은 결과를 토대로 카나드 형상 항공기 높은 받음각 정적 안정성에 미치는 형상 변화 효과를 분석할 수 있었다.

선형 구조물의 능동 진동 제어를 위한 포화 제어기의 안정성 (Stability of Saturation Controllers for the Active Vibration Control of Linear Structures)

  • 문석준;임채욱;허영철
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.93-102
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    • 2006
  • 대형 구조물에 작용하는 큰 외력은 능동 제어 장치의 제어입력에 포화를 종종 유발한다. 그리고 구조물이 대형화될수록 질량, 강성 등의 파라미터들에 대한 정확한 값을 알기가 어려워지므로, 수학적인 모델과 실제 구조물과의 모델링 오차는 파라미터들에 대한 불확실성으로 제어기의 설계 시에 고려되어야 한다. 그러므로 건축 및 토목 구조물에 대한 능동 진동 제어 방법을 다룰 때 제어기의 안정성을 보장하기 위하여 제어입력의 포화와 계의 파라미터 불확실성을 동시에 고려한 강인 포화 제어기의 설계가 필요하다. 여기에서는 건물의 능동 진동 제어에 연구 및 적용되어진 여러 제어기들 중에서 선형 최적 제어기 LQR, 수정된 뱅뱅 제어기, 포화 슬라이딩 모드 제어기, 강인 포화 제어기의 안정성을 살펴본다. 특히 제안된 강인 포화 제어기의 필요성을 보이기 위하여 LQR, 수정된 뱅뱅 제어기, 포화 슬라이딩 모드 제어기들이 제어입력의 포화나 파라미터 불확실성이 존재하는 경우에 불안정해지는 현상들을 보인다. 2자유도 진동계에 대한 수치 예제와 능동 질량 감쇠기(AMD)를 이용한 2층 구조물에 대한 실험을 통하여 강인 포화 제어기의 강인 안정성을 보인다.