• 한국항공우주학회지
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• 제46권8호
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• pp.639-651
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• 2018

본 논문은 인공위성의 자세명령을 해석적으로 생성하는 기법을 제안한다. 실제 위성에서는 1) 구동기 성능, 2) 위성체 유연구조, 3) 원격명령 데이터크기 등과 같은 제한조건들이 존재하고, 이로 인해 해석적인 자세명령 해를 구하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 고유축 회전, 프로파일 형상화를 통해 문제를 단순화하는 방법을 제안하고, 최종적으로 해석적 해를 유도하였다. 생성된 자세명령은 온-보드 자세제어기의 피드포워드 입력 형태로 사용되어 위성의 기동성을 높일 수 있다. 각속도 경계조건에 따라 rest-to-rest 기동과 spin-to-spin 기동으로 나누어 자세명령 해를 유도하였다. 시뮬레이션 예제를 통해 제안된 자세명령생성 기법이 구동기 제한조건을 지키면서 초기/최종 시간에서의 경계조건도 잘 만족하는 것을 확인하였다. 제안된 해석 해는 자세명령을 비교적 적은 수의 파라미터로 구현할 수 있어 원격명령 데이터크기 측면에서 경쟁력이 있다. 또한, 해석 해로 반복계산이 필요없어 온-보드 자세명령생성 자동화에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.899-903
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• 2013

셀프베어링 모터는 하나의 자기 구동기(magnetic actuator)로 회전 구동과 자기부상을 동시에 구현한 전동기로 베어링리스모터 혹은 베어링 내장 모터로 불리기도 한다. 셀프베어링 모터에서 자기부상제어를 구현하기 위해 부상력과 제어전류 간의 모델을 역변환하여야 하는데, 힘-전류 간의 모델을 결정하는 변환행렬이 정방행렬이 아니며, 의사역행렬(pseudo-inverse) 또한 회전자의 각도에 따라 특이점을 가지게 된다. 본 논문에서는 힘-전류 모델에 제한조건을 추가하여 연속적 역변환이 가능한 새로운 방법을 제시하고, 역변환 행렬을 해석적으로 구하였다. 연속적 역변환을 이용한 부상제어기를 구현하여 안정적 부상제어가 이루어짐을 확인하였다. 힘-전류 모델에 추가한 제한조건으로 상전류의 총합이 0 을 유지하여 전류에 의한 고정자 자속밀도를 제거함으로써, 이전 연구에서의 자기포화 문제를 근본적으로 해결하였다.

• 한국광학회지
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• 제14권4호
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• pp.443-448
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• 2003

인공위성 카메라에 장착되는 반사경의 경량화 설계를 위해 최적설계법을 적용하였다. 최적설계 과정에서 목적함수로는 카메라가 탑재된 인공위성의 발사비용을 줄이기 위해 반사경의 무게를 최소화하는 것으로 설정하였다. 반사경의 자중에 의한 변형(피크-밸리값) 및 고유진동수의 크기를 제한조건으로 두었다. 최적화 프로그램은 DOT(Design Optimization Tools)를 이용하여 유한차분법으로 설계변수에 따른 목적함수와 제한조건의 민감도를 구하였고 구성한 최적설계 프로그램의 검증을 위해 검증예제를 다루었다. 또한 최적설계로 부터 얻은 결과값으로 부터 반사경의 유한요소모델을 구성하고 유한요소해석 및 광학적 물성치 해석프로그램을 연계한 통합프로그램을 통하여 최적설계 결과 검증을 수행하였다. 최종적으로 위의 최적설계 프로그램을 이용하여 유효직경이 600mm인 반사경을 설계하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제18권1호
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• pp.39-46
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• 1982

박용추진축계의 최적배치상태를 얻기 위해 선형계획법에 의한 최적배치 전산프로그램을 개발했으며, 여기에 필요한 자료들은 삼차모먼트정리를 매트릭스산법으로 전산처리해서 얻어냈고, 이 프로그램의 신속성을 확인하기 위해 모형축의 계산치와 스트레인 게이지에 의한 실측치를 비교하고, 실선축계에 적용한 결과 다음과 같이 요약할 수 있었다. 1. 최적배치의 필수자료인 직선지지상태의 반력 및 반력경향계수를 구하는 전산프로그램을 개발해서, 모형축에 적용한 결과, 실험치와 계산치가 거의 일치했고, 실선축에 대해 계산한 값도 타 프로그램으로 계산한 것과 거의 비슷했다. 2. 본 논문의 스트레인게이지에 의한 축계상태치의 계측방법은 실선축의 배치상태의 조정시에 매우 효과적으로 활용할 수 있을 것이다. 3. 최적배치의 전산프로그램을 실선축에 적용한 결과, 제한조건을 만족하려면, 지지베어링들을 상당량 수직방향으로 조절해야 함을 알 수 있었다. 따라서 최적배치의 관건은 배치계산에 필요한 정확한 자료와 제한조건을 구하는 것이라 할 수 있겠다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.630-648
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• 1992

본 연구에서는 여러가지 하중조건하에서 단순지지된 보강원통셸의 최소중량화 설계문제를 CONMIN을 사용하여 해석하고, 일반적인 대칭적층[0/.+-..theta./90]$_{s}$ 의 복합 적층원통셸, 복합적층honeycomb sandwich원통셸, 그리고 보강된 복합적층원통셸의 최 소중량화 설계문제에도 확장 적용한다. 설계변수(design variable)로는 등방성재료 인 경우와 복합적층인 경우 최대 9개, 부등제한조건으로는 전체좌굴(general buckling ), 준전체좌굴(panel buckling), 판 및 보강재의 국부좌굴(local cripping), 로링모드 (rolling mode), 그리고 응력과 변형률제한 등의 성질제한조건(behavior constraints) 과 설계변수의 상, 하한을 나타내는 기하학적 제한(side constraints)등 최대 32개를 설정한다. 본 최소중량화 설계예에서는 보강재의 최적단면형상을 검토하기 위하여 직사각형(R)형, I형, 그리고 T형 단면 등의 보강재들을 사용한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1370-1378
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• 2007

고속철도 교량은 고속주행 열차의 차축 주기하중 효과와 교량 고유의 동적특성에 의한 동적 증폭 효과로 인하여 구조물의 안전성에 영향을 받는다. 그리고 교량의 과도한 변형으로 인하여 차륜과 레일의 접촉력 감소, 궤도틀림 등의 윤중 변동이 일어나 열차의 주행안전성 및 승차감을 저해할 수 있다. 이러한 궤도 안전성을 확보하기 위하여 동적거동에 대한 교량상판수준의 수직가속도 제한, 차륜-레일간의 접촉과 열차주행 안전성 확보를 위한 상판 면틀림 제한, 단부 회전각 변위 제한, 차량하중에 의한 교량의 수직 처짐 제한을 반드시 만족시켜야 하며, 필수적으로 공진에 대한 검토도 이루어져야 한다. 신설되는 호남고속철도에서는 기존의 경부고속철도와 다른 콘크리트 도상을 적용하고, 궤도간격, 설계열차하중 등이 변경되어 적용되므로 새로운 동적안정성 요구조건을 적용하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트교량에 비해 진동특성이 취약한 것으로 알려진 강합성 거더 고속철도 교량의 동적거동 분석을 수행하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.372-382
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• 2009

단층영상재구성에 있어서, 프로젝션 데이터를 제한된 각도에서만 관측할 수 있는 경우에는 불충분한 데이터에 의한 왜곡현상이 발생한다. 이러한 왜곡에 대한 해결책으로 선험적 정보 또는 수학적 외삽법 등을 이용하여 관측하지 않은 각도에서의 프로젝션 데이터를 완결하는 기법이 있으나, 부정확한 추정에 의한 새로운 왜곡이 데이터 완결에 의한 효과를 종종 상쇄한다. 본 논문에서는 각도 제한 단층영상재구성 방법으로 여현 역투사 기반 반복적 데이터 완결방법을 제안한다. 제안된 방법은 반복법으로, 현재의 영상으로부터 관측하지 않은 각도에서의 프로젝션 데이터를 계산하고 이를 관측한 각도에서의 프로젝션 데이터와 Radon 변환의 일관성 조건을 이용하여 결합한 후에, 여현 역투사에 적용하여 다음 단계 영상을 재구성한다. 제안된 방법은 선험적 정보를 필요로 하지 않는다는 것과 함께 기대치 최대화에 비해 그 수렴속도가 현저히 빠르다는 장점이 있다. 제안된 방법의 성능은 모의실험을 통해 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.67-71
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• 1990

본 논문에서는 신뢰도(reliability)에 제한조건을 두어, 부유식 해양구조물의 주요 부재인 보강된 실린서의 최적설계를 다루었다. 기대되는 총비용을 목적함수로 하여 최소화하였다. 그 총비용은 구조적 비용과 파괴로 인해 예상되는 비용(expected failure cost)으로 구성된다. 여러 설계규정에서 요구하는 설계 요구사항을 역시 제한조건으로서 고려하였다. 본 논문에서는 안전성 측면에서 중요한 구조부재만의 신뢰도를 고려하였고, 시스템의 파괴확율은 일반적으로 부재의 파괴확율보다 상당히 작고 또한 시스템 파괴에 의한 비용을 추정하는 것은 매우 어려우므로 시스템의 파괴는 고려하지 않았다. 또한 파괴모드로써 최종파괴만을 다루었고 피로파괴는 고려하지 않았다. 몇가지 최적설계의 예를 본 논문의 결과로서 보여 주었으며 또한 동일한 구조부재의 설계공식에 따른 최적설계를 비교하기 위해 보강된 실린더의 설계시 현재 사용하는 다른 형태의 설계공식을 갖고 최적설계 결과를 유도하였다. 본 논문에서는 그 결과들로부터 신뢰성해석에 기초한 최적화 과정을 통해 다른 구조물의 설계시 보다 많은 비용의 절감을 꾀할 수 있는 가능성으로부터 그 중요성이 강조되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권6호
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• pp.106-113
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• 2017

본 논문에서는 자율주행형 다관절 차량용 제어 시스템 구축 시 장치 간 네트워크로 이더넷 기반의 Train Communication Network(TCN)를 적용할 경우 적합한 네트워크 토폴로지를 제안하고 실험을 통하여 그 결과를 측정하여 검증한다. 케이블 수, 포트 수 등 구조적인 제한조건과 네트워크 응답시간, 최대 전송량 등 성능적인 제한조건을 고려하여 네트워크 토폴로지를 제안한다. 스타 토폴로지, 데이지체인 토폴로지, 그리고 이들을 절충한 하이브리드 토폴로지를 각각 적용하여 비교하며 본 논문에서는 특히 하이브리드 토폴로지의 적절한 구성을 위해 그룹으로 묶이는 노드 수를 구한다. 적절하게 노드의 그룹이 구성된 하이브리드 토폴로지는 본 논문에서 최적 토폴로지로 제안하는 구조이다. 먼저 시뮬레이션을 통해 각각의 토폴로지 구성 시의 네트워크 성능에 대한 예상치를 도출하며 이 후 실제 장치를 연결하여 네트워크를 구현한다. 다양한 네트워크 성능 측정 프로그램을 이용하여 각 토폴로지에서의 성능을 측정하고 비교를 통해 제안한 방안의 우수성을 기술한다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.163.1-163.1
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• 2012

이 연구는 우주물체에 대한 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 선행연구로, 궤도전파 시뮬레이터를 개발하여 궤도상 위성의 광학관측가능성을 분석하고 광학관측 여부를 판단하는 것을 목표로 한다. 연구의 주 내용은 주어진 궤도정보를 바탕으로 하는 태양동기궤도(Sun-Synchronous Orbit; SSO) 위성, Dawn-dusk 위성, 저궤도(Low Earth Orbit; LEO) 위성, 정지궤도(Geostationary Orbit; GEO) 위성 등 궤도상 위성의 추정궤도 전파와 자국위성의 광학관측가능성 분석으로 구성된다. 각각의 궤도전파 정밀도 및 광학관측가능성 분석성능을 확인하기 위해 AGI(Analytical Graphics Incorporated)사의 STK(Satellite Tool Kit) 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 개발된 궤도전파 시뮬레이터와 비교하였다. 시뮬레이션 과정에서 광학관측의 제한조건을, 지구반영(penumbra)과 태양직사광(direct sun)에서만 관측하며, 고도(elevation angle)의 최소값은 20도, 태양고도(Sun elevation angle)의 최대값은 -10도로 설정하였다. 광학관측이 이루어지는 가상의 관측소는 임의로 선정하였으며, 기본적인 관측시간은 1년으로 잡고, 계절의 변화에 따른 광학관측가능성 궤적의 변화를 보기위해 춘하추동에 대해서 각각 3일이내의 기간 동안 시뮬레이션을 수행하였다. 결과적으로, 우주물체 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 광학관측가능성 분석성능은 궤도전파 시뮬레이터 및 초기궤도요소 정밀도, 좌표변환과정 오차 등의 영향을 받으며, 설정된 제한조건에 따라 광학관측 지속시간의 차이가 발생한다. 연구결과를 통해 궤도상 위성의 궤도를 추정하기 위한 위성의 궤도전파 시뮬레이터를 개발하고, 자국위성의 관측가능성 분석을 통해 광학감시 및 추적시스템의 운영이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.