• 제목/요약/키워드: 자유진동 실험

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$H_{\infty}$ 제어기법에 의한 자기부상계의 2자유도 제어기 설계에 관한 연구 (A Study on 2-Degree-of-Freedom Controller Design of Magnetic Levitation System by $H_{\infty}$ Control)

  • 김창화;양주호;문덕홍
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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    • pp.261-266
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    • 1995
  • 본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.

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워터젯 자유면을 이용한 암반발파 굴착공법의 효과 (Effects of free surface using waterjet cutting for rock blasting excavation)

  • 오태민;조계춘;지인택
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.49-57
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    • 2013
  • 기존 발파를 이용한 암반굴착 공법은 효율적이나 심각한 수준의 발파진동 및 여굴/미굴을 발생시킨다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 워터젯 절삭기술을 이용하여 터널 계획선을 따라 자유면을 형성한 후 발파하는 공법을 제안하고 있다. 제안공법은 (1) 발파진동/소음을 저감시키고, (2) 여굴/미굴을 최소화 시키고, (3) 굴착효율 극대화가 가능하다. 제안공법의 효과를 검증하기 위해 기존에 널리 쓰이고 있는 스무스 블라스팅(smooth blasting) 공법을 실험 대조군으로 설정하여 동일한 조건에서 현장실험을 수행하였다. 실험결과, 발파 진동은 최대 55% 감소하고 여굴/미굴은 거의 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 또한 굴착효율은 기존공법에 비해 뛰어난 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제안하고 있는 워터젯 자유면을 이용한 암반 발파공법은 도심지 굴착공사뿐만 아니라 지하구조물 구축공사에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

지능 외팔보의 동탄성 실험

  • 박용군;최승복;정재천;김기선
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.206-210
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    • 1992
  • 본 연구는 ER(electro-rheological) 유체를 특징으로하는 지능외팔보의 고유주파수, 강성, 댐핑 등이 전장(electric field)에 따라 변화함을 고찰하였고 향후 능동제어계(active control system)에서 ER유체가 엑튜에이터로써 사용가능함을 보여주었다. ER 유체의 종류, 농도, 체적비, 시편의 전하특성에 따른 지능보의 동탄성 특성을 자유진동과 강제진동하에서 실험하여 비교분석하였다.

EEE 기법을 이용한 자유진동에서의 플러터계수 추출 (Identification of flutter derivatives from free-vibration test using EEE method)

  • 홍윤화;이해성;김호경
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.228-230
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    • 2011
  • 2자유도 풍동실험으로부터 플러터계수를 추출하기 위해서 MITD, MULS와 같은 다양한 기법들이 활용되고 있다. 이러한 기법들은 부분측정(partial measurement)을 기반으로 한 state-space model을 이용하고 있다. 여기서는 완전측정(full measurement)를 기반으로 한 동방정식상의 최소화 기법인 EEE 방법을 제시한다. EEE 기법을 B/D=20의 구형 단면에 적용하고 MITD를 이용한 결과와 비교하여 제안한 방법의 타당성과 실교량에서 적용 가능성을 검증하고자 한다.

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스마트무인기 기체구조물 지상진동시험 (Ground Vibration Tests of SmartUAV Airframe Structure)

  • 전병희;강휘원;이정진;이영신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.482-489
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    • 2010
  • 본 논문에서는 스마트 무인기의 자유 진동 특성 및 로터의 회전으로 인한 기체 구조물의 진동특성 즉 강제진동 특성을 실험적으로 규명하기 위해 수행한 시험방법, 센서 및 장비 설치, 시험 결과 검증 방법 및 시험결과를 수록하였다. 스마트 무인기의 지지 조건은 번지코드를 이용하여 자유-자유 경계조건을 구현하였고, 시험은 3개의 가진기를 사용하여 다점 랜덤 가진법으로 구조물을 가진하였으며 약 100여개의 가속도계로부터 기체 구조물의 응답특성을 측정하였다. 주파수 응답함수를 통하여 다기준 최소 자승 복소지수법을 적용하여 고유 진동수, 감쇠율, 모드 형상등의 모달 매개변수를 산출하였다. 또한 강제 진동 시험은 스마트 무인기의 양쪽 로터가 장착되는 나셀 부위에 x,y,z 각 방향으로 가진기를 장착하여 로터 회전 주파수를 가진함으로써 구조물과 각종 장비의 진동응답 특성을 측정하였다.

튜브와 지지대사이의 비선형 충격해석 모델개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Tube-to-Support Nonlinear Impact Analysis Model)

  • 김일곤;박진무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.129-136
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    • 1995
  • 본 연구에서는 핵연료봉의 여러가지 모양형태에 대한 충격실험과 해석을 통해 비선형해석 code의 해석모델에 대한 검증을 수행하였다. 이 두 결과의 비교를 통해 개발된 모델은 다중 span을 갖는 보나 봉의 비선형충격해석에 충분히 사용될 수 있음을 확인하였다. 이러한 모델을 통한 비선형충격해석시 주의해야 할 점은 자유진동해석시의 고유진동수를 찾기 위한 경계조건을 정확히 하는 것이 중요하며, 또한 충격해석시의 정확한 충격등가스프링비를 결정하는 것이 중요하다.

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배 골판지 포장상자의 충격특성 (Impact properties of corrugated fiberboard box for the pears)

  • 김만수;정현모;이영희;황용수
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.304-310
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    • 2002
  • 배 포장용 골판지 상자의 자유낙하 실험을 통하여 완충재로써의 골판지 상자에 대한 충격력을 분석하기 위한 시스템을 구성하고 계측 및 분석용 컴퓨터 프로그램을 작성하여 자유낙하에 의한 배 골판지 포장상자의 충격력을 분석하였으며, 배 골판지 포장상자의 낙하높이에 따른 배의 손상정도는 낙하높이가 높아짐에 따라 손상이 심하고 낙하높이가 낮은 25cm에서도 진동에 의한 손상지수보다는 훨씬 큼을 알 수가 있었다. 이것은 자유낙하에 의한 골판지의 충격력이 배에 전달되어 멍이 발생하는 것으로, 진동에 의한 변위 증폭 및 압상에 의한 손상보다 낙하 충격력에 의한 손상이 더 큰 것을 알 수가 있었으며, 배 골판지 포장상자의 적재 및 하역 작업시에는 낮은 낙하높이에서도 포장상자를 떨어뜨리지 않도록 주의를 하여야 할 것이다.

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퍼지 기법과 PID 제어기를 이용한 외팔보의 능동 진동 제어 (Active Vibration Control of a Cantilever Beam Using Fuzzy Control Scheme and PID Controller)

  • 최수영;김진태;박기헌
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권1호
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    • pp.1-10
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    • 2003
  • 본 논문에서는 외팔보 시스템의 능동 진동 제어를 위하여 퍼지 기법으로 동조한 PID 제어기 설계기법을 제시하였다. 직접 제작된 전자석은 작동기로 사용되었으며, 레이져 감지기가 보의 굽힘 변위를 측정하는데 사용되었다. 작동기와 감지기의 물리적 제한 때문에 실험 시스템이 비동위치(Noncollocated) 형태가 되었으며 비접촉식 제어 시스템을 이룬다 시스템의 모델링은 자유진동 방정식에 의한 모달 해석 방법으로 구하였으며 작동기로부터 감지기까지의 전달함수는 전자석 자동기차 보의 역학 방정식을 조합하여 구하였다. 일반적으로 PID 제어기는 산업 현장에서 널리 사용되고 있으나, 비선형성이 강한 시스템이나 시변 특성을 갖는 시스템에서 적절한 PID 이득값을 결정하는 것은 어렵다. 이에 본 논문에서는 자동적으로 PID 이득 값을 조절하는 퍼지 기법으로 동조한 PID 제어기를 설계하여 비선형성이 강한 전자석을 작동기로 사용하는 외팔보 시스템의 진동 제어에 적용하였다. 시뮬레이션과 실험적 결과를 통하여 설계된 제어기의 진동 감쇠 효과와 성능을 검증하였으며, PID 제어기의 경우와 비교하여 더 나은 진동 제어 성능을 가짐을 실험적 결과로부터 증명하였다.