This paper discusses the dynamic modeling and robust control development for a differentially steered mobile robot subject to wheel slip according to high load. Consideration of wheel slip is crucial for high load applications such as construction automation tasks because wheel slip acts as a severe disturbance to the system. It is shown that the uncertainty terms due to the wheel slip satisfy the matching condition for the sliding mode control design. From the full dynamic model of the mobile robot, a reduced ideal model is extracted to facilitate the control design. The sliding mode control method ensures the dynamic tracking performance for such a mobile robot. Numerical simulation shows the promise of the developed algorithm.
In this paper, the finite element analysis model of the mult-axial wheel durability test configuration is created using SAMCEF. Mooney-Rivlin 2nd model is applied to the tire model, and the variation of the air pressure inside the tire is considered. Vertical load, lateral load and camber angle are applied to the simulation model. The tire rotates because of the friction contact with a drum, and reaches its maximum speed of 60 km/h. The dynamics stress results of the simulation and experiment are compared, and the reliability of the simulation model is verified.
In order to meet the growing demands for higher storage density as well as lower noise level, the spindles In hard disk drives are to be supported by hydrodynamic bearings in place of conventional ones. However, the existing models are inappropriate to apply to accurate Prediction or vibration characteristics because the Inn spindle tends to take quite a complex shape to secure the performance of the new type bearings. In this context, this paper treats analysis of free and forced vibrations of such-designed HDD spindles based on more sophisticated models and validation by means of experiments. Remarkably, to this end each component in the system is modeled as elastic adopting the finite element method.
두꺼운 필라멘트 와인딩 복합재료의 경화 공정의 최적화를 위만 모델이 제안되었다. 스마트 경화는 중심 축 부분과 바깥 쪽의 온도 조건을 같게 하는 방법과 중심 푹 쪽의 온도가 약간 높게 조절하여 경화 반응이 안쪽부터 시작될 수 있도록 하는 방법의 두 가지로 제안되었으며, 이는 잔류응력을 줄이기 위함이다.
This paper describes a fuzzy identification model for slip - adhesion curve of High - speed trains. The model has fuzzy inputs corresponding to rail condition and crisp inputs for train. Nonlinear function is obtained by using fuzzy outputs. Finally slip - adhesion curve is given by the function. First, Results are presented of slip - adhesion curves under the influence of changing rail condition. Second, Dynamic moving simulation by proposed fuzzy slip - adhesion model is presented. Simulation results show fine characteristics.
Squeal of disk brake is a noise and self excited vibration with frequency range of $1{\sim}10Khz$ cause by the friction force between the disk and the pad of the automobile. Passengers in a cehicle feel uncomfortable. In this paper modal analysis of wheel brake system was performed in order to prediction of squeal phenomenon. It was shown that the prediction of system instability is possible by FEM. finite element model of that brake system was made. Some parts of a real brake was selected and modeled. The normal mode analysis method performs analyses of each brake system component. Experiment of modal analysis was performed for each brake components and experimental results were compared with analytical result from FEM.
고속철도 개발에 있어 승차감은 차량의 품질을 결정하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 고속철도 차량의 강체 및 유연체 모델 각각에 대해 속도증가에 따른 고속철도 차량의 승차감을 평가하였다. 가진원은 휠/레일 불균일에 의한 상하 진동만을 고려하였다. 속도 증가에 따른 차체의 진동을 계산하기 위해 강체 및 유연체 모델의 고유진동수와 모드형상을 계산하였다. 복잡한 형상의 압출재로 구성된 차체를 유연체로 모델링하기 위해 등가 물성치를 산출하여 등가 쉘로 모델링하였다. 계산된 차량의 진동으로 승차감을 평가한 결과, 강체 모델로 예측된 고속철도의 승차감은 고속에서 오히려 좋아지는 불합리한 결과가 도출 되었다. 반면 차량의 유연체 모드까지 고려하여 평가한 고속철도의 승차감은 속도 증가에 따라 승차감이 나빠지는 당연한 결과를 보여 주었다. 따라서 고속에서의 철도차량 개발은 차체의 유연체 특성을 고려해야함을 확인하였다.
본 논문에서는 연세대학교 천문우주학과 우주비행제어연구실에서 개발 중인 인공위성 편대비행 테스트베드에 대한 예비 성능분석 결과를 제시하였다. 동역학 모델에 포함되지 않은 동특성과 측정 잡음 등에 의한 불확실성의 영향을 받는 반작용 휠의 응답 성능을 향상시키기 위하여 간단한 1차 선형시스템을 기준 모델로 하는 적응제어기를 설계하였다. 또한 자세 측정값에 잡음이 포함된 환경에서도 원활한 제어를 수행하기 위해 최소제곱법 기반의 실시간 파라미터 추정기법을 이용하여 관성모멘트를 추정하였다. 수치 시뮬레이션과 하드웨어 실험을 통해 설계된 모델 기준 적응제어기의 적합성과 향후 적용가능성을 검토하였고, 전 시간에 걸친 자세 추적오차가 $0.25^{\circ}$ 이내에 머무는 것을 확인하였다. 하지만 하드웨어 실험을 통해 드러난 제어 입력에 대한 데드존의 영향을 줄이기 위해서는 인공위성 시뮬레이터의 설계 변경이 필요하다고 판단된다.
항공기 부품에 대한 손상허용해석은 구조적 안전성 및 신뢰성 보장을 위해 면밀히 평가되어야한다. 손상허용기법은 항공기 주구조의 피로 설계기법으로 초기균열의 존재를 고려하여 피로수명을 산정한다. 따라서 손상허용해석에서는 피로 균열성장 수명의 계산이 요구되며, 이를 바탕으로 부품의 점검시간 및 교체주기를 결정한다. 본 논문에서는 형상이 복잡한 터빈 휠에 대하여 손상허용해석을 수행하였다. 형상이 복잡한 구조의 균열성장수명평가 시에는 주요 변수인 응력확대계수의 식을 알기 어려워, 이를 유한요소해석으로 계산하므로 많은 시간이 요구된다. 이러한 문제를 해결하고자 특정 균열길이에 대한 응력확대계수를 유한요소해석으로 계산하고, 생성된 데이터의 회귀분석을 통해 응력확대계수의 근사모델을 생성하였다. 균열성장 수명은 근사모델의 적분으로 계산하였으며, 근사모델을 사용하여 균열성장 수명평가와 손상허용해석의 효율을 높일 수 있었다.
본 연구에서는 고속 철도차량의 유지보수용 주행시험기에 대한 개념설계와 동적모델 제시에 대한 연구를 진행하였다. 주행시험기는 철도차량에 대한 성능시험을 실제 레일 위에서 보다 많은 시간을 절약하여 다양한 시험을 실시할 수 있는 장비이다. 고속화되는 철도차량의 정밀 점검을 위해 유지 보수용 주행시험기의 새로운 사양의 설계에 대한 연구를 진행 하였으며, 국내 고속철도 차량을 기준으로 350km/h급의 개념설계와 동적모델을 제시하였다. ANSYS는 휠/롤러의 접촉거동에 대한 구동축 해석에 사용되었으며, ADAMS는 주행시험기의 동적거동과 특성에 대한 해석에 적용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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