• Title/Summary/Keyword: 진동 및 안정성

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Structural vibration control using $H_{\infty}$ control theory : unceratinty model ($H_{\infty}$제어이론을 이용한 구조진동제어 - 불확실성 모델)

  • 송병석
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.240-245
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    • 1995
  • 제어이론의 역사적 발전사를 고찰해보면 1930년대부터 1960년대까지를 고전 제어(classical control) 시대로 분류되고 이때 주로 사용되었던 용어들은 주파수역(frequency domain)에서 사용된 개념인 극점(pole), 영점(zero), Nyquist, 근궤적(root-Locus) 선도(plot)등으로 대표된다. 그 다음단계인 현대 제어(modern control) 시대 (1960년대-1980년대)때는 새로운 개념들이 도입 되었는데 시간역(time domain)에서 사용되는 상태공간(state-space) 모델, 가제어성(controllability), 가관측성(observability), Kalman 필터, LQG 제어 등이다. 1980년대부터 현재까지를 강인제어(robust control) 시대로 분류하는데 이것의 특징들은 극점이나 영점 대신 상태공간 모델을 사용하여 주파수역에서 정의되는 개념들인 H$_{\infty}$ 합성법, .$\mu$ 해석법, LQG/LTR 및 QFT, Lyapunov 등으로 대표된다. 현대제어시대때는 제어기 K는 공칭 플랜트 모델 G$_{0}$를 기준으로 설계되었으나 실제로 공칭 플랜트 모델은 실제 플랜트와 항상 같을 수가 없었다. 따라서 실제 플랜트 G는 G=G$_{0}$ + .DELTA.G로 표현되며 여기서 .DELTA.G는 플랜트 불 확실성(plant uncertainty), 즉 실제 플랜트와 공칭 플랜트의 차이를 나타낸 다. 이 플랜트 불확실성은 제어기가 실제 응용되어 사용되었을 때 제대로 작동하지 않는 주요 이유중에 하나이다. 이와 같은 상황에서 안정도 강인성 (stability robustness) 및 성능 강인성(performance rosubtness)의 보장은 상 당히 중요한 문제로 대두되었으며 주어진 플랜트 불확실성하에서 이러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다.

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Dynamic Behavior of Bi Prestressed Concrete Girders (프리스트레스트 콘크리트거더의 동적응답 분석)

  • Lee, Pil-Goo;Kim, Choong-Eon
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.353-356
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    • 2008
  • This study was performed to estimate the dynamic behavior for Bi Prestressed Concrete Girder(Bicon girder) which could introduce effectively prestressed forces into concrete girders. Dynamic behavior of PSC girder must be verified because it becomes not only slim but also long and a railway bridge which loaded regularly has risk of resonance especially. Forced vibration test using a vibration machine was executed for 20m railway bridge girder specimen to acquire dynamic characteristics(natural frequency, damping ratio) and test results showed the natural frequency of 6.632Hz and the damping ratio of 1.43%

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Manbridge Crane의 지진해석에 관한 연구

  • 윤정방;박창호
    • Computational Structural Engineering
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    • v.4 no.4
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    • pp.24-28
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    • 1991
  • 본 연구용역에서는 반도기계주식회사의 의뢰에 의거하여 Manbridge Crane의 지진하중에 대한 구조물의 안전성을 평가하였다. 구조해석은 유한요소 모형을 사용하여 사하중, 활하중 및 OBE(Operating Basis Earthquake)와 SSE(Safe Shut-down Earthquake)의 지진하중에 관한 해석을 수행하였다. Crane설치지점의 층응답스펙트럼을 입력으로 한 응답스펙트럼해법으로 지진해석을 수행하였다. Trolley의 위치와 정격하중의 유무에 따라서 5개의 구조모형을 작성하여 해석을 수행하였으며, 지진해석에는 35개의 자유진동모드가 고려되었다. 구조해석을 통하여 1) 구조부재의 과도응력 발생여부, 2) 보강재의 좌굴 가능성, 3) Hoist Rope의 안전성, 4) Crane의 전도의 가능성 및 Seismic Lug의 안전성, 5) 지진하중에 대한 제동력, 6) Crane의 주행 Rail로부터의 탈선여부, 7) Traversing Rail의 수직처짐, 8) 주행 Rail 및 End Stopper의 Anchor Bolt의 안정성, 9) Fuel Basket과 Handrail의 안전성을 검토하였다. 해석결과를 바탕으로 설계시방서에서 제시한 모든 설계요구조건을 만족시킬 수 있도록 수직 Frame의 보강부재를 보강하고, Hoist Rope 용량을 증가시키도록 제안하였다.

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Analysis and Evaluation of the Effect of Blast-induced Vibration Adjacent to Industrial Facilities (산업시설 근접발파 시 발파진동 영향 분석 및 평가)

  • Kawk, Chang Won;Park, Inn Joon;Kim, Young Jun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.43 no.4
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    • pp.459-468
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    • 2023
  • Power plant is a kind of basic industrial facility and might cause fatal industrial and human damage. In this study, the characteristics and effect of blast-induced vibration for tunnelling which underpass ○○ power plant in operation were evaluated. Previous blasting cases adjacent to industrial facilities were intensively reviewed, then allowable vibration criteria were suggested. 3 dimensional dynamic numerical analysis based on finite element method was performed to investigate particle velocity and resonance was examined by calculating the predominant frequencies. As a result, particle velocity at pump foundation which is nearest to the source was approached to the allowable criteria, therefore, the modified blasting pattern was newly suggested and confirmed the attenuation effect based on the test blasting. Consequently, appropriated decision-support procedure was established in case of adjacent blasting to industrial facilities.

외부댐핑이 구름베어링-회전축계의 진동특성에 미치는 영향

  • 장달식;윤석철;한동철
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1986.11a
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    • pp.42-46
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    • 1986
  • 회전축계가 위험한 공진 또는 불안한 상태를 나타내지 않고 조용하고 안정된 운전상태를 유지하려는 목적은 축의 휨강성, 몸체형상, 베어링의 크기 및 형상과 같은 설계변수를 최적화하는 것으로 이루어질 수 없는 경우가 빈번하다. 이런 경우에는 베어링 외부에 작용하는 "외부댐핑"을 이용하여 진동문제를 근본적으로 개선할 수 있다. 이를 위하여 베어링 외부에 별도로 설계한 스프링과 댐퍼를 설치한다. 본 연구에서는 윤활이론에 따라 명확히 계산되고 그 신빙성이 실험적으로 검증된 "동압유막 댐퍼"의 감쇄계수를 이용하여 외부댐핑을 갖는 회전축-구름베어링\ulcorner와 회전축-저어널 베어링계의 진동특성을 해석하고 회전축-구름베어링계의 실험적 모델을 제시하고자한다. 또한 해석결과와 실험을 토대로 회전축계의 진동특성에 미치는 특성수 및 설계변수를 명확히 도출하여 동특성을 고려한 회전축계의 최적 설계에 기여하고자 한다.축계의 최적 설계에 기여하고자 한다.

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방진용 Ferrite-Resin 복합재료의 개발

  • 박영일;맹희영;김종호;원시태
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2001.10a
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    • pp.269-275
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    • 2001
  • 정밀가공기계 및 소음발생원의 방진재료로서 사용될 수 있는 재료는 우선 내부 및 외부진동의 흡수성과 감쇠성이 뛰어나야 하고, 시간 및 온도변화에 따라 형상 및 치수 정밀도가 안정되어야 하며, 불규칙한 외력과 운동전달기구의 변동 하중 하에서도 높은 정적, 동적 강성을 유지해야 한다. 본 연구에서 개발한 재료인 Ferrite-Resin 복합재료는 Resin-Concrete에 미세한 산화철을 filler 재료로 사용함으로써 주철 및 강의 구조재료가 갖는 강성과 비중의 값에 접근시킬 수이었다. 일반적으로 불포화 폴리에스테르 수지나 에폭시계 수지는 glass 전위점의 근처에서 진동에너지의 흡수가 큰 영역이 존재하며 이는 10 .mu.m 이내의 미세한 filler재료가 포함되었을 경우에도 그 종류에 관계없이 큰 변화가 없는 성질이다. 시험편을 통한 재료실험을 통하여 개발된 복합재료를 모델 구조물에 적용시킴으로서 그 적용성을 검토하였다. 앞으로의 수지와 Ferrite 함유량 및 제조 공정이 적절히 모색되면, 이 방진재료가 정밀기계의 구조재료로서 뿐만 아니라 냉동기, 소형선박의 기관실, 가전제품 및 기어박스 등의 케이싱 재료로 사용되는 방진재료로서 그 응용이 확대될 수 있을 것으로 본다.

Lightweight Design and Structural Stability of Wide Impeller for Lage-area Surface Treatment (대면적 표면처리용 광폭 임펠러의 경량 설계 및 구조적 안정성)

  • Kim, Taehyung;Jeong, Junhyeong;Cha, Joonmyung;Seok, Taehyeon;Lee, Sechang
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.29 no.3
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    • pp.18-24
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    • 2020
  • In this study, a lightweight wide impeller for large-area surface treatment was designed and structural stability was confirmed based on finite element(FE) analysis. A lightweight bracket FE model was established through topology optimization, and the optimal FE model was selected after structural analysis. The bending deformation FE analysis was performed, and bending deformation was included in the allowable deformation range. In addition, FE modal analysis was performed, and the range of safe speed(RPM) by rotation was suggested. Ultimately, it was confirmed that this analytical technique is effective for design the lightweight wide impeller.

TRIO-CINEMA의 환경시험 및 결과 분석

  • Geum, Gang-Hun;U, Ju;Lee, Seong-Hwan;Lee, Yong-Seok;Jeon, Je-Heon;Chae, Gyu-Seong;Jin, Ho;Seon, Jong-Ho;Lee, Dong-Hun;Thomas, Immel;Lin, Robert P.
    • The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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    • v.37 no.2
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    • pp.167.2-167.2
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    • 2012
  • 경희대학교와 UC Berkeley, Imperial College London에서 공동으로 진행하는 TRIO-CINEMA Mission(TRiplet Ionosphere Observatory-Cubesat for Ion, Neutral, Electron and MAgnetic fields)은 총 3기의 초소형 위성으로 구성되어 있다. 3기의 위성은 고도 650~800km 상공의 태양동주기 궤도운동을 예상하고 있으며, 지구 근접공간의 입자 검출과 자기장 측정의 과학 임무를 맡게 된다. TRIO-CINEMA 비행 모델(Flight Model)의 환경시험은 진동시험과 열진공시험으로 진행되었다. 진동시험은 X, Y, Z 세 축에 대해 Sine 과 Random 모드로 진행되었다. TRIO-CINEMA가 탑재 될 러시아의 드네프르 로켓의 요구사항은 각 축에서 20Hz 이상의 고유진동수, Sine의 경우 최대 0.8G와 4oct/min Sweep Rate, Random의 경우 5.2Grms 와 35초의 지속시간에서의 안정성을 만족하는 것이다. 시험 결과 TRIO-CINEMA가 요구사항을 모두 만족시키는 것을 확인하였다. 또한, 열 주기 시험(Thermal Cycling Test)을 진행하여 우주공간에서 위성 시스템이 정상 동작하는지에 대한 신뢰성을 검증하였다. 열주기 시험은 미국 MIL표준 값을 참고하여 $10^{-6}Torr$에서 $-20{\sim}30^{\circ}C$의 온도를 주었으며, 시험을 진행하는 동안과 시험 후에 위성이 정상작동 함을 확인하였다. 이에 본 연구의 시험 방법과 그 결과를 기술하였다.

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Vibration and Stability Control of Rotating Composite Shafts via Collocated Piezoelectic Sensing and Actuation (압전감지기 및 압전작동기를 이용한 복합재료 회전축의 진동 및 안전성 제어)

  • Jeong, Nam-Heui;Kang, Ho-Shik;Yoon, Il-Sung;Song, Oh-Seop
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.31 no.2 s.257
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    • pp.152-159
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    • 2007
  • A study on the control of free vibration and stability characteristics of rotating hollow circular shafts subjected to compressive axial forces is presented in this paper. Both passive structural tailoring technique and active control scheme via collocated piezoelectric sensing and actuation are used in the study Gyroscopic and centrifugal forces combined with the compressive axial force contribute to the occurrence of divergence and flutter instabilities of the rotating shaft. The dual methodology based on the passive and active control schemes shows a high degree of efficiency toward postponement of these instabilities and expansion of the domain of stability of the system. The structural model of the shaft is based on an advanced thin-walled beam structure that includes the non-classical effects of transverse shear, anisotropy of constituent materials and rotatory inertia.

Vibration Control of Vehicle using Road Profile Information (외란 형상 정보를 활용한 진동제어)

  • Kim, Hyo-Jun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.6
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    • pp.431-437
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    • 2017
  • In this study, based on the RPS algorithm, the application results to an electrically controlled suspension system using previewed road information are presented. Reducing the excessive vibration induced by a disturbance transmitted to the system and secure its stability is a major issue. In particular, in the automotive industry, the demand is constantly being raised. A typical external disturbance causing vibration and instability of a vehicle is an irregular roadway surface that contacts a running vehicle tire. Therefore, obtaining such profile information is an important process. The RPS algorithm using a multi sensor system was constructed and implemented in a real car. Through experimental work using the RPS system included non-contact type optical sensors, it could robustly reconstruct the road input profiles from the intermixed data onto the vehicle's dynamic motion while traveling at an uneven roadway surface. A controller with a preview control was designed in the framework of a semi-active suspension system based on the 7 degrees of freedom full vehicle model. The control performance of the system was evaluated through simulations and the results were compared with the passive vehicle condition. These results highlight the feasibility of the presented control frame.