• 제목/요약/키워드: 5-DOF

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엔진 마운트용 고무의 동역학적 모델링 (Dynamic modeling of rubber elements in an engine mount system)

  • 박석태;정경렬;이종원;김광준
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.689-697
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    • 1986
  • 본 연구에서는 3자유도(3방향의 병진운동만 고려) 고무마운트모형의 타당성을 검증하기 위하여, 먼저 고무자체의 물성치인 강성계수와 감쇠계수를 진동수와 초기변 형률에 따라 실험을 통해 구하였다. 질량행렬의 모든요소를 쉽게 구할 수 있는 간단 한 시험구조물을 제작하고 여기에 고무아운트를 부착하여 6자유도를 갖는 모의 엔진- 마운트계를 구성한 후 가진실험을 통해 얻은 오무드 매개변수들과 고무의 물성치를 이 용한 컴퓨터 시뮬레이션의 결과를 비교함으로써 고무아운트 모형의 타당성을 검증하였 다. 특히 본 연구에는 유압가진 실험으로부터 얻은 실험결과를 바탕으로 고무의 강 성계수를 주파수의 1차함수로 고려한 경우와 전진동수 영역에서 균일하다고 가정하는 경우를 비교하였다.

3자유도 조종운동방정식을 이용한 실선성능 추정 방법에 관한 연구: 속도, 분당회전수, 또는 엔진동력을 기준으로 (Different Approaches for Estimating the Full-scale Performance of a Ship based on 3-DOF Maneuvering Equations of Motion: Given Speed, RPM or Power)

  • 유영준
    • 대한조선학회논문집
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    • 제56권5호
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    • pp.427-438
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    • 2019
  • It was important to estimate the full-scale operating performance including actual RPM and engine power of a ship since the operation efficiency during a voyage could be evaluated from the values. In the previous research, an entire voyage was simulated by following recorded speeds obtained from AIS and full-scale measurement data. Although reasonable tendencies were observed in the estimated speed, actual RPM, and engine power, it was impossible for them to be completely corresponded with the measured values due to the difference between actual operation and mathematical model. In this paper, alternative approaches to cope with the speed, actual RPM, and engine power were suggested by following the given speed, RPM, and power respectively. After entire voyages were simulated according to a given value, the effects of the value on the estimated performance were investigated. And, it was confirmed that the appropriate approach could be differently chosen according to the aim of the simulation or given value.

Lyapunov 강인 안정성 조건을 이용한 강인 최적 뱅뱅 제어기 (Robust Optimal Bang-Bang Controller Using Lyapunov Robust Stability Condition)

  • 박영진;문석준;박윤식;임채욱
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.411-418
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    • 2006
  • There are mainly two types of bang-bang controllers for nominal linear time-invariant (LTI) system. Optimal bang-bang controller is designed based on optimal control theory and suboptimal bang-bang controller is obtained by using Lyapunov stability condition. In this paper, the suboptimal bang-bang control method is extended to LTI system involving both control input saturation and structured real parameter uncertainties by using Lyapunov robust stability condition. Two robust optimal bang-bang controllers are derived by minimizing the time derivative of Lyapunov function subjected to the limit of control input. The one is developed based on the classical quadratic stability(QS), and the other is developed based on the affine quadratic stability(AQS). And characteristics of the two controllers are compared. Especially, bounds of parameter uncertainties which theoretically guarantee robust stability of the two controllers are compared quantitatively for 1DOF vibrating system. Moreover, the validity of robust optimal bang-bang controller based on the AQS is shown through numerical simulations for this system.

만타형 UUV의 제어기 설계에 관한 연구 (A Study of the Control System on the Manta-type UUV)

  • 김형동;김준영;김시홍;이승건
    • 한국항해항만학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.359-363
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    • 2011
  • 본 연구에서는 만타 형상을 가진 무인잠수정(Manta-type unmanned underwater test vehicle)의 제어 성능 평가를 수행 하였다. 제어 방법으로서 PID제어, Fuzzy 제어가 적용되었으며, 6자유도 운동 수학모델과 Matlab Simulink을 이용하여 조종 운동 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 설계된 제어기로 수심제어 및 방위제어에 적용하여, 조류의 외란 하에서 제어 성능을 평가하였다.

Low-velocity impact response of laminated FG-CNT reinforced composite plates in thermal environment

  • Ebrahimi, Farzad;Habibi, Sajjad
    • Advances in nano research
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    • 제5권2호
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    • pp.69-97
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    • 2017
  • In this study, nonlinear response of laminated functionally graded carbon nanotube reinforced composite (FG-CNTRC) plate under low-velocity impact based on the Eshelby-Mori-Tanaka approach in thermal conditions is studied. The governing equations are derived based on higher-order shear deformation plate theory (HSDT) under von $K\acute{a}rm\acute{a}n$ geometrical nonlinearity assumptions. The finite element method with 15 DOF at each node and Newmark's numerical integration method is applied to solve the governing equations. Four types of distributions of the uniaxially aligned reinforcement material through the thickness of the plates are considered. Material properties of the CNT and matrix are assumed to be temperature dependent. Contact force between the impactor and the laminated plate is obtained with the aid of the modified nonlinear Hertzian contact law models. In the numerical example, the effect of layup (stacking sequence) and lamination angle as well as the effect of temperature variations, distribution of CNTs, volume fraction of the CNTs, the mass and the velocity of the impactor in a constant energy level and boundary conditions on the impact response of the CNTRC laminated plates are investigated in details.

이중 변환 UPS의 병렬 운전 시 외란 저감 성능 향상을 위한 정지 좌표계 상의 전향 보상 기법 (Feed-Forward Compensation Technique in Stationary Reference Frame for the Enhanced Disturbance Rejection Performance in Parallel Operation of Double-Conversion UPSs)

  • 류효준;윤영두;모재성;최승철;우태겸
    • 전력전자학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.367-375
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    • 2022
  • Generally, a proportional-resonant controller is used to eliminate steady-state errors during the voltage-current control of a double-conversion uninterruptible power supply (UPS) in a stationary reference frame. Additionally, the feed-forward control compensating for the load current, which can be considered a disturbance of the voltage controller, can be used to improve the disturbance rejection performance. However, during the parallel operation of UPSs, circulating current can occur between UPS modules when performing both feed-forward control and droop control because feed-forward control reduces the circulating current impedance. This study proposes a feed-forward compensation technique that considers the impedance of circulating current. An additional feed-forward compensation technique is developed to enhance the disturbance rejection performance. The validity of the proposed feed-forward compensation technique is verified by the experiment results of the parallel operation of a 500 W double-conversion UPS module.

감시정찰 전자광학장비용 스프링 안정화 장치 구조 설계 및 해석 연구 (The Structural Design and Analysis of Spring Stabilizer for Aircraft Surveillance and Reconnaissance EO/IR Equipment )

  • 정윤주;김수현;남상현;박인재;박민균;김태균;양환석;박승욱;이승하
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.28-33
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    • 2023
  • 본 연구에서는 기존 항공기 탑재 EO/IR 장비 내부 짐벌과 방진구를 스프링으로 대체하여, 외부 진동 감쇠 효과와 6자유도 구동이 가능한 내부 플랫폼 시스템을 분석하였다. 제안한 스프링 안정화 장치는 기계제작 스프링과 스프링 모듈, 스프링 모듈-내부 플랫폼 간 연결을 위한 지지 구조물로 구성된다. 본 연구에서는 모드 해석을 통해 스프링의 재질을 선정하였으며, 랜덤 진동 해석을 통해 스프링 안정화 장치의 구조 건전성을 분석하였다.

해양 파력 발전 시스템 설계를 위한 부유체 에너지 흡수에 관한 기초연구 (Numerical Study on Energy Absorption of a Floater for Design of Wave Energy Convertor in Ocean)

  • ;;최윤환;이연원
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권5호
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    • pp.635-644
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    • 2012
  • 해양 파력 발전 시스템의 설계를 위하여 본 연구에서는 6-자유도운동해석 기법을 적용한 3차원 CFD 해석으로 단일 부유체에 대한 거동을 유입되는 파의 성질에 따라 해석하였다. 입력파는 한반도 제주도 서남해역 마라도인근 연평균 주기 5.5s, 진폭 0.57m로 가정하여 부유체 고유진도주기가 1.25~2.8s에서 총 12개를 모델링하였다. 생성된 파를 이용하여 동조율과 피치각 변화의 상호관계를 분석하고 부유체 질량관성모멘트, 각속도, 각가속도 등 변수와 최대 에너지 흡수 관계를 비교 분석하였다. 해석결과 부유체 L의 에너지흡수가 가장 높은 6kW인 결과를 확인하였고 에너지 흡수가 가장 높은 D, F, L 모델중 F모델이 최대 각도변화가 가장 높은 $1.91^{\circ}$이며 부유체 끝부분에서의 최대 변위는 L모델이 가장 높은 약 0.7m이다.

6자유도 진동모댈의 위치 및 자세결정을 위한 적응제어기법의 적용에 관한 연구 (A Study on Position of Six-Degrees-of-Freedom of vibration Model and Orientation Decision by Adaptive Control Method)

  • 김재열;송상기;한재호;오용훈;조성훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제2권6호
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    • pp.94-101
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    • 1994
  • About vibration model of Six-degrees-of-freedom(DOF), in mass load, examined results for knowing dynamic interference and response variation is as follows; In case of putting mass load upon the object, experimented results on two-degrees-of-freedom of the translation-1 direction and the rotation-1 direction at open-loop-control system, about 0.19 arcsed in input of the translation-$0.1{\mu}m$ and $0.022{\mu}m$ on input of the rotation-0.5 arcsec, the justicse of motion equation is acknowledged as confirming the appearance of the interference-$0.022{\mu}m$. In establishing calculation of transformation matrix by using analogue circuit, as simulating results that used incomplete differentiation, interference is $1.7{\times}10^{-3}$ arcsec on input of the translation-$0.1{\mu}m$ and $1.4{\times}10^{4}{\mu}m$ on input of the rotation-0.5 arcsec in open-loop-control system. Also it is $4.2{\times}10^{-4}$ arcsec on input of the translation-$0.1{\mu}m$ and $5.6{\times}10^{-5}{\mu}m$ on input of the rotation-0.5 arcesc in closed-loop-control system. As closed-loop-control system is better than open-loop-control system, equivalent accordance is confirmed on original response. Finally, fundamental validity of this theory is acknowledged.

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FPE 방식을 활용한 이족 로봇 균형 유지 3차원 시뮬레이션 연구 (3D Simulation Study of Biped Robot Balance Using FPE Method)

  • 장태호;김영식;류봉조
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.815-819
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    • 2018
  • 본 논문에서는 Foot Placement Estimator (FPE)를 사용하여 point foot을 갖는 이족 로봇의 3차원 시뮬레이션을 진행하고 이족로봇의 균형유지를 연구하였다. FPE 방법은 에너지 보존에 근거한 제어 방법으로서 보행 중인 로봇의 모든 에너지가 위치 에너지로 변환되는 지점에 로봇이 발을 디뎌 몸체가 넘어지지 않고 균형을 유지하며 이동하도록 하는 제어방법이다. 본 연구에서는 로봇이 이동하지는 않고 제자리에서 균형을 유지하며 서 있는 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 위해 point foot을 갖는 6자유도 이족 로봇을 모델링하였으며 바닥과의 접촉 및 마찰 환경을 구현하였다. 로봇의 무게는 1kg이며 지면과 무게 중심점과의 거리는 1m로, 무게중심점은 로봇 몸체의 정 중앙에 위치하도록 설계하였다. 다음으로 로봇 몸체의 각속도와 직선속도 그리고 무게 중심점의 높이로 부터 FPE 지점을 계산하고 로봇이 해당 지점을 디뎌 균형을 유지하게 끔 하였다. 몸체의 초기 각도를 $5^{\circ}$, $-5^{\circ}$로 변화시키며 시뮬레이션 한 결과, 모든 초기 조건에서 로봇이 쓰러지지 않고 자세의 균형을 유지하며 서 있는 것을 확인할 수 있었다.