• 제목/요약/키워드: 운동역학

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비행체 운동 역학 기반 경로 추종 시선각 유도 법칙 설계 (Design a Path Following Line-of-Sight Guidance Law based on Vehicle Kinematics)

  • 유동일;심현철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.506-514
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    • 2012
  • 본 논문에서는 비행체의 운동 역학을 고려한 경로 추종을 위한 시선각 유도 법칙의 유도 게인 설계 기법에 대해 기술하였다. 비례-미분 게인과 접근 거리의 설계 변수로 구성된 시선각 기반 유도 법칙은 유도 게인 결정시 대부분 경험적 또는 실험적인 방법으로 설계하는 것이 일반적인데 이러한 경우 정밀하고 일관적인 경로 추종 성능 보장이 어렵고 비행체 기동 한계 및 운용 속도 등에 따라 설계 변수를 재설계해야하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 비행체의 속도에 따른 운동 역학을 고려하여 설계 변수의 개수를 최소화하고 비행 속도에 따라 유도 법칙 게인이 변화되어 정밀한 경로 추종이 가능할 뿐만 아니라 안정적이고 일관된 성능을 갖는 유도 법칙의 게인 설정 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 비행체의 자세에 대한 1차 응답 속도를 고려한 비선형 시뮬레이션을 수행하여 추종 성능을 평가하였으며 선형 경로와 원형 경로에 대한 비행 시험 을 통해 추종 성능 및 알고리듬의 타당성을 실험적으로 확인하였다.

다물체 동역학 해석방법을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 (Calculation of Critical Speed of Railway Vehicle by Multibody Dynamics Analysis)

  • 강주석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권11호
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    • pp.1371-1377
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    • 2013
  • 본 연구에서는 다물체 동역학 모델을 이용한 철도차량의 임계속도 계산 방법을 제시하였다. 휠과 레일의 접촉 구속조건과 접촉력을 휠셋 단위에서 수식화하였다. 이를 대차모델에 합하여 구속조건을 가진 다물체 동역학 운동방정식으로 철도차량의 동적모델을 표현하였다. 철도차량의 다물체 동역학 모델에 대한 비선형 구속조건식과 운동방정식은 QR 분해법을 이용하여 독립좌표만으로 이루어진 선형방정식으로 유도하였다. 유도된 선형방정식으로부터 휠셋 및 이륜 대차에 대한 고유치 해석결과를 통해 임계속도를 구하였다. 임계속도에 영향을 미치는 차량 파라미터의 영향에 대한 결과를 제시하였다.

하중 제어 모델에서의 미사일 유도 법칙 하중 제어에 관한 연구 (A Study of Load Control for Missile Guidance on Load Control Model)

  • 왕현민;유정봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.1585-1591
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    • 2008
  • 현재 움직이는 물체의 운동을 제어하기 위해 하중이라는 개념의 사용이 시도되고 있다. 하중이라는 제어 개념으로 불확실성으로 인한 비선형성을 포함한 시스템에서 신뢰성 있는 제어값을 찾기 위해 MIN 설계 방법이 제안되었다. 이러한 MIN설계 방법에서는 기존의 선형화 방법에 의한 상태방정식에서의 제어값을 찾는 문제와 달리 비선형하중 모델에서 직접 제어 값을 찾는 방식을 보이고 있다. 본 논문에서는 미사일 하중 운동역학과 유도 기하학의 비선형 역학을 고려한 하중 제어값을 찾는다. 즉 시선각 또는 미사일의 받음각 변화에 따른 진행방향에 대한 미사일의 속도 조건을 만족하기 위한 제어값과 표적을 따라가기 위한 선회 각도을 위한 제어값을 구한다. 즉 본 논문에서는 미사일 시스템과 추적 동역학에서 하중 제어값을 구해본다. 이렇게 구해진 하중 제어값으로 유도 제어 법칙을 비선형 시스템에서 직접 쉽게 구할 수 있음을 확인해 보았다.

무릎 관절의 고굴곡에 대한 모멘트와 근력의 추정 (Prediction of Moments and Muscle Forces at the Knee Joint in Deep Flexion)

  • 조봉조;문병영;손권
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제28권9호
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    • pp.1262-1269
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    • 2004
  • This study predicts muscle forces acting on the lower extremity when the knee joint is in deep flexion. The whole body was approximated as a link model, and then the moment equilibrium equations at the lower extremity joints were derived far given reaction farces against the ground. Measurement of deep flexion was carried out by placing ten markers on the body. This study calculated the moment acting at each Joint from the equations of force and moment, classified the complicated muscles around the knee joint, and then predicted the muscle forces to balance the joint moment. Two models were proposed in this study: the simpler one that consists of three groups of muscle and the more detailed one of nine groups of muscle.

고굴곡 동작 해석을 위한 무릎 관절 작용 근력의 분류 (Prediction of Muscle Forces for the Knee Joint in Deep Flexion)

  • 조봉조;손권;문병영
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1288-1293
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    • 2003
  • This study predicts muscle forces acting on the lower extremity when the knee joint is in deep flexion. The whole bodies were approximated as a link model, and then the moment equilibrium equations at the lower extremity joints were derived for given reaction forces against the ground. Measurement of deep flexion was carried out by placing ten markers on the body. This study calculated the moment acting at each joint from the equations of force and moment, classified the complicated muscles around the knee joint. and then predicted the muscle forces to balance the joint moment. Two models were proposed in this study: the simpler one that consists of three groups of muscle and the more detailed one of nine groups of muscle.

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주령구에서 육각면이 나올 확률에 대한 운동역학적 해석 (Kinetic Analysis of the Probability of Hexagonal Face in Juryeonggu)

  • 유완석;이정한
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권11호
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    • pp.1085-1089
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    • 2017
  • 주령구는 안압지에서 출토된 14면체 주사위인데, 6개의 정사각면과 8개의 육각면으로 구성되어 있으며, 14개의 면에는 각각 다른 문구가 새겨져 있다. 본 연구에서는 이러한 14면체 주사위를 정밀하게 가공한 뒤, 실험을 통해 육각면이 나올 확률을 조사하였다. 다음으로 다물체동역학 모델링을 통하여 육각면이 나올 확률을 알아본 뒤, 마찰계수에 따라 확률이 달라지는 분석하였다.

12주간 수중운동이 노인여성의 장애물보행에 미치는 운동학 및 운동역학적 영향 (The Kinetic and Kinematic Effect of a 12-week Aquatic Exercise Program on Obstacle Gait in Older Women)

  • 최평화;윤석훈
    • 한국운동역학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.129-137
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    • 2010
  • The purpose of this study is to investigate the effect of a 12-week aquatic exercise on obstacle gait in older women. Originally, 20 healthy female elderly participated this study but 12 of them completed the program. All participants were trained in the aquatic exercise program by an authorized trainer. They had come to the authors' lab three times during training period(0, 6, 12 weeks) and performed obstacle gait with three different height(0, 30, and 50% of leg length). After performed 3-Dimensional motion analysis following results were found. (1) For the CV, MVHC, TC, HC, statistically significances were shown in obstacle height. Although significant training effects were not shown, all variables showed typical patterns and it was considered as efficient motion to overcome the height obstacles. (2) The anterior-posterior and vertical GRF of support leg during support phase were revealed in height effect but in training one. However, differences between Peak 1 and Peak 2 in vertical GRF increased as training period increased. (3) Knee and hip resultant joint moments were affected by training but ankle resultant moments remained unchanged.

하지의 비대칭성이 수직점프의 수행력에 미치는 영향 (The Effects of Lower Extremity Asymmetry on Performance of Vertical Jumping)

  • 김용운
    • 한국운동역학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.179-190
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    • 2008
  • 본 연구에서는 양측 하지의 비대칭성이 수직점프의 수행, 즉 양측운동손실에 미치는 영향을 알아보기 위해 13명의 성인 남성을 대상으로 좌/우의 외발과 양발을 각각 이용한 수직반동점프를 비교, 분석하였다. 분석 결과 양발점프가 외발점프에 비해 2배 이상 점프하였으나 외발점프에서 하지가 발현하는 충격량과 일량이 양발점프보다 24% 정도 높게 나타나 양측운동손실을 보여주었다. 또한 우성과 열성하지의 외발점프에서 충격량과 일량은 4-7% 정도의 유의한 역학적 비대칭성이 나타났다. 하지만 양측하지의 비대칭성과 양측운동손실 사이에는 유의한 차이가 보이지 않았으며, 양발점프에서 우성하지와 열성하지의 역학적 변인들 사이에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 양발 점프는 외발점프에 비해 짧은 시간에 관절의 높은 각속도로 긴 거리를 추진하였으며, 낮은 근활동을 보였는데 이러한 요인이 수행의 감소에 영향을 미쳤을 것으로 보인다.

성장호르몬 활성화 신발에 대한 운동역학적(지면반력, 최대압력) 평가 및 성장호르몬 분비 효과 검증 (Verification for the Effect of Growth Hormone Promotion and Kinetic Factor Evaluation on Growth Hormone Activated Shoes)

  • 문영진
    • 한국운동역학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.235-243
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    • 2008
  • 본 연구는 성장호르몬 활성화와 뼈 형성에 효과가 있도록 고안된 성장호르몬 활성화 신발과 일반 런닝화에서의 운동역학적 변인과 성장호르몬 분비에서 어떠한 차이가 나타나는 지에 대한 평가 및 검증을 수행하였다. 연구 수행 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 성장호르몬 활성화 신발이 일반 런닝화에 비해 달리기 시 2km 이내 달리기시 통계적으로 성장호르몬 분비가 유의하게 증가되었다. 둘째, 4km 이내의 걷기 운동에서 청소년기에서는 일반 런닝화보다는 성장호르몬 활성화 신발에서 평균적으로 성장호르몬이 많이 분비되는 것으로 나타났다. 셋째, 성장호르몬 활성화 신발은 걷기동작에서는 일반 런닝화보다 더 큰 부하를 신체에 전이시키고, 달리기에서는 일반 런닝화 보다 더 큰 충격량을 신체에 전달하고, 동시에 신체 일부분에 집중되는 부하를 분산시키고 작은 부하율을 통한 부상 발생원인을 제거함으로써 부상 없이 몸에 자극을 크게 전달, 성장호르몬 분비를 활성화 시킬 것으로 판단된다.

현생 응력하에서 단층 마찰계수에 따른 임곡단층의 거동 가능성 해석 (Friction-dependent Slip Behavior of Imgok Fault under the Present-day Stress Field)

  • 나현우;장찬동;장천중
    • 지질공학
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    • 제23권3호
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    • pp.217-225
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    • 2013
  • 강릉지역의 NNE-SSW 주향을 갖는 선형구조(임곡단층)를 대상으로, ASTER 영상과 항공사진을 이용한 구조 영상 분석과 야외지질조사를 통해 단층의 기하 및 운동학적 특성을 관찰하고 단층의 지질역학적 특성에 대한 분석을 시도하였다. 현생 응력장 하에서 임곡단층의 운동 가능성 여부를 파악하기 위해 이용된 주변 지진자료는 이 지역의 현생 최대응력방향이 약 N$70^{\circ}$E이며 주향이동과 역단층 운동에 유리한 응력상태임을 보여준다. 현생 응력장 하에서 임곡단층이 운동하기에는 최적의 방향에서 오차 범위 밖의 주향을 보여 전단 성향이 낮은 것으로 분석되었다. 그러나 단층의 역학적 특성을 나타내는 마찰계수(${\mu}$)가 상당히 낮을 경우(예를 들어 0.25 이하) 현생 응력장 하에서도 운동 가능성이 있는 것으로 파악된다.