• 제목/요약/키워드: 질량-스프링 시스템

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모달 파라미터를 이용한 동적 시스템의 운동 방정식 구성 (Constructing Equations of Motion for a Dynamic System from Modal Parameters)

  • 황우석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.40-45
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    • 2007
  • 구조물의 모달 해석 또는 모달 시험은 구조물의 동적 특성을 나타내는 모달 파라미터들을 구하는 과정이다. 모달 파라미터에는 고유 진동수, 감쇠율, 진동 모드의 세 가지 값들이 있다. 본 연구에서는 시스템의 개발과정에서 당연히 수행되는 모달 해석의 결과인 모달 파라미터를 활용하여 시스템 방정식을 구하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 상태 방정식의 고유치와 고유 벡터의 상관관계로부터 물리적 시스템 행렬인 질량, 감쇠, 강성 행렬을 각각 구하는 방법을 개발하였다. 간단한 질량-스프링-댐퍼 시스템과 외팔보에 대한 수치 예제를 통하여 개발된 방법의 유용성과 정확도를 검증하였다

일차-홀드 방법이 가상 질량-스프링 모델의 안정성 영역에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effect of First-order Hold Method on the Stability Boundary of a Virtual Mass-spring Model)

  • 이경노
    • 융복합기술연구소 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.41-45
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    • 2020
  • This paper presents the effects of a virtual mass on the stability boundary of a virtual spring in the haptic system with first-order-hold. The virtual rigid body is modeled as a virtual spring and a virtual mass. When first-order-hold is applied, we analyze the stability boundary of the virtual spring through the simulation according to the virtual mass and the sampling time. As the virtual mass increases, the stability boundary of the virtual spring gradually increases and then decreases after reaching the maximum value. The results are compared with the stability boundary in the haptic system with zero-order-hold. When a virtual mass is small, the stability boundary of a virtual spring in the system with first-order-hold is larger than that in the system with zero-order-hold.

가상스프링 모델의 안정성 영역에 대한 가상질량의 영향에 대한 연구 (A study on the stability boundary of a virtual spring model with a virtual mass)

  • 이경노
    • 융복합기술연구소 논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.15-20
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    • 2016
  • This paper presents the effects of a virtual mass on the stability boundary of a virtual spring in the haptic system. A haptic system consists of a haptic device, a sampler, a virtual rigid body and zero-order-hold. The virtual rigid body is modeled as a virtual spring and a virtual mass. According to the virtual mass and the sampling time, the stability boundary of the virtual spring is analyzed through the simulation. As the virtual mass increases, the value of the virtual spring to guarantee the stability gradually increases and then decreases after reaching the maximum value. These simulation results show that the addition of the virtual mass enables to expand the stability boundary of the virtual spring.

증강 원리를 이용한 힘 측정 시스템 설계 및 제작에 관한 연구 (Design and fabrication of force measuring system using build-up procedure)

  • 강대임;송후근
    • 한국정밀공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.86-94
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    • 1993
  • In heavy industries forces which are exceeding the range of available force standard machines have to be measured. Force measuring system using build-up procedure can be applied to measure large forces efficiently. In this study strain gage type force sensors are designed and fabricated, and the build-up force measuring system with 4.5 MN capacity using the developed force sensors is 0.03% or less over the range of 600 kN .approx. 1.5 MN and the force measuring system is less than 0.06% or less over the range of 500 kN .approx. 4.5 MN.

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파력발전 장치의 최대전력 운전을 위한 가변부하 시스템 (Variable Load System for Maximum Power Operation of Wave Power Generation System)

  • 안현성;김영철;차한주
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.35-36
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    • 2017
  • 본 논문은 파력발전 장치의 최대 전력 운전을 위한 가변 부하 시스템을 구현하고 해상 및 육상 실험을 통해 검증하였다. 파력 장치는 가변 스프링, 댐퍼, 질량, 동기발전기, 가변 부하 시스템 등으로 구성되었으며, 동기발전기는 최대 출력을 발생시킨다. 파도 조건에 따라 달라지는 부하의 크기는 최적부하계산 알고리즘을 통해 선정되었으며, 제안된 부하 시스템을 통해 부하의 크기를 가변시켰다. 파력발전 장치는 수조 장치를 통해 파도 진폭의 크기(200mm~600mm)와 주파수(0.2Hz~1Hz)를 가변시켜 발전된 전력을 비교 분석하였으며, 해상 시험을 통해 시스템의 성능을 검증하였다.

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2차원 패턴 디자인 모듈과 Octree 공간 분할 방법을 이용한 3차원 의복 시뮬레이션 시스템에 관한 연구 (A Study on 2D Pattern Design Module and 3D Cloth Simulation System based on Octree Space Subdivision Method)

  • 김주리;정석태;정성태
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.527-536
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    • 2007
  • 본 논문에서는 의복의 2차원 패턴을 이용하여 3차원 의복 모델을 제작하고 생성된 3차원 의복을 3차원 인체 모델에 자동으로 착의하는 3차원 패션 디자인 시스템을 제안한다. 이 시스템에서는 먼저 2차원 격자의 코너 점을 이용하여 2차원 옷감 조각을 디자인한 다음에 2차원 옷감 조각들 사이에 재봉되어야 할 제약점들을 기술함으로써 3차원 의복을 디자인한다. 그 다음에는 3차원 인체 모델 파일과 3차원 의복을 읽어 들인 다음 질량-스프링 모델에 기반한 물리적 시뮬레이션에 의해 의복을 착용한 3차원 모델을 생성한다. 본 논문의 시스템은 사실적인 시뮬레이션을 위하여 인체 모델을 구성하는 삼각형과 의복을 구성하는 삼각형 사이의 충돌을 검사하고 반응 처리를 수행하였다. 인체를 구성하는 삼각형의 수가 매우 많으므로, 이러한 충돌 검사 및 반응 처리는 많은 시간을 필요로 한다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 Octree 공간 분할 기법을 이용하여 충돌 검사 및 반응 처리 수를 줄였으며 수초 이내에 가상 인체 모델에 의복을 입힐 수 있었다.

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변형물체 시뮬레이션을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템 구현 (Implementation of Markerless Augmented Reality with Deformable Object Simulation)

  • 성낙준;최유주;홍민
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.35-42
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    • 2016
  • 최근 제한적인 마커기반 증강현실의 여러 가지 단점들을 보완하기 위해 사용자의 얼굴, 발, 손 등을 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템에 관한 연구들이 활발하게 진행되고 있는 추세이다. 또한 대부분의 기존 증강현실 시스템들은 사용자에게 보여주는 것과 기본적인 상호작용에 목표를 두고 강체를 증강하여 수행되는 경우가 많았다. 본 논문에서는 단지 보여주는 것에 국한되는 것이 아니라 여러 분야에서 활용이 가능한 변형물체를 사용자와의 상호작용을 바탕으로 시뮬레이션을 제공하는 비 마커기반의 증강현실 시스템을 설계 및 구현하였다. 변형물체는 질량-스프링 모델, 유한 요소 모델 두 가지 방법을 주로 사용하여 구현한다. 질량-스프링 모델은 실시간 시뮬레이션에 장점이 있으며 유한 요소 모델은 변형물체의 정밀함을 나타낼 때 장점을 가진다. 본 논문에서는 실시간으로 시뮬레이션을 목표로 하고 있기 때문에 질량-스프링 모델을 기반으로 하는 테트라헤드론 구조를 이용하여 변형물체를 구현하였다. 변형물체의 자연스러운 움직임을 실시간으로 시뮬레이션하기 위해 키넥트 SDK를 통해 사용자의 손의 위치를 추적 하고, 손의 위치 변화량을 바탕으로 힘을 계산한다. 이를 바탕으로 $4^{th}$ order Runge-Kutta Integration 수치적분법을 이용하여 물체의 다음 위치를 계산하여 시뮬레이션 하도록 하였다. 그리고 자연스러운 동작을 표현하기 위해서 사용자의 손을 통해 물체에 작용하는 힘이 너무 많이 작용하지 않기 위해 제스처에 임계값을 정하였으며 해당 임계값을 넘는 힘이 작용할 경우 임계값으로만 적용되도록 설정하였다. 각 실험을 5회씩 반복하였으며 실험에 따른 시뮬레이션 연산속도를 분석하였다. 본 논문을 통해 구현한 변형물체를 활용한 비 마커기반 증강현실 시스템을 바탕으로 기존의 강체 기반의 증강현실에서 활용하기 힘들었던 의료, 교육 및 다양한 방면으로 시뮬레이션이 가능할 것으로 기대한다.

PID 제어기에 의한 소형 로봇용 그리퍼의 힘 제어 (PID Force Control of a miniature robot Gripper)

  • 홍동표
    • 한국생산제조학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.44-49
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    • 1999
  • This paper is concerned with the theoretical and experimental study on the force conrtrol of a miniature robotic gripper. The gripper is an uniform flexible cantilever equipped with a distributed set of compact force sensor. As an actuator piezoelectric acturator, piezoelectric acturator is fixed with cupper plate at which the beam is clamped. The mathematical model of the assembled electro-mechaincal system is developed. The force sensor is described by a set of concentrated mass-spring system. The formulated equations of motion are applied to he study of a control problem where the gripper is commanded to grip an object The usefulness of the PID control technique is verified by experiment.

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일반적인 구조물을 위한 동흡진기 설계 방법

  • 김재욱;강중옥;홍성욱
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.71-71
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    • 2004
  • 일반적으로 동흡진기는 하나의 가진진동수에 의해 진동하는 감쇠가 작은 기계나 구조물에 효과적으로 적용되고 있다 대부분의 동흡진기의 적용 사례는 주 진동이 유발되는 부위, 또는 진동을 억제해야하는 부위에 직접적으로 동흡진기를 부가하여 효과를 얻는 방식을 택하고 있다. 그러나 절연기를 설치 할 수 없는 경우라든지, 절연기로는 한계가 있는 경우, 이미 설치가 완료된 기계 시스템에 절연 변경이 곤란한 경우 또는 국부 진동모드에 대한 진동저감을 할 때는 동흡진기에 대해 보다 일반적인 접근 방법이 필요하며 질량과 스프링계를 부착하기 힘든 경우나 억제시키려는 부위에 설비나 기기의 성능을 저해할 수 있는 경우에는 부득이 그 위치를 변경시켜 줘야 할 경우가 생긴다 할 수 있다.(중략)

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밸브 구동용 개폐식 솔레노이드 액추에이터의 설계 (A Design of On/Off Type Solenoid Actuator for Valve Operation)

  • 성백주
    • 유공압시스템학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.24-32
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    • 2009
  • For a design of on/off solenoid actuator for valve actuating, designer must have the experimental knowledge as well as general electromagnetic formulas to design object. It is possible for theoretical knowledge to do the out-line design, but it is impossible to optimal design without experimental knowledge which only can be achieved through many repeated experiments. In addition, in present on/off type solenoid actuator field, the smaller, lightening, lower consumption power, high response time are effected as the most important design factor. So, experimental knowledge is more needed for optimal design of solenoid actuator. In this study, we derived the governing equations for optimal design of on/off solenoid actuator for valve actuating and developed a design program composed electromagnetic theories and experimental parameter values for inexperienced designers. And we proved the propriety of this program by experiments.

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