• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.359-365
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• 2011

기동형 경계 로봇은 공항이나 항구 등의 공공 지역을 보호하기 위한 기동형 차량 시스템에 고정되어 있는 경계 로봇을 말한다. 이러한 기동형 경계 로봇은 사격 시스템, 카메라 시스템, 임베디드 시스템 그리고 AHRS 센서로 구성되어 있다. 또한 고각과 방위각을 위한 2 축 제어가 가능하도록 설계되었다. 안정화된 영상과 사격을 위해 이 시스템은 차량의 모션으로부터 발생하는 외란에 대한 보상을 통해 안정화가 되어야 한다. 본 논문에서는 ADAMS 와 Matlab/Simulink 를 이용해서 기동형 경계로봇의 가상 모델을 생성하고 제안한 안정화 알고리즘을 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 또한 가상모델에 상응하는 모형의 기동형 경계 로봇과 6 축 모션 시뮬레이터를 이용하여 안정화 알고리즘을 실험적으로 검증하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권6호
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• pp.1253-1272
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• 2016

For a nonlinear control system, there are many uncertainties, such as the structural model, controlled parameters and external loads. Although the significant progress has been achieved on the robust control of nonlinear systems through some researches on this issue, there are still some limitations, for instance, the complicated solving process, weak conservatism of system, involuted structures and high order of controllers. In this study, the computational structural mechanics and optimal control theory are adopted to address above problems. The induced norm is the eigenvalue problem in structural mechanics, i.e., the elastic stable Euler critical force or eigenfrequency of structural system. The segment mixed energy is introduced with a precise integration and an extended Wittrick-Williams (W-W) induced norm calculation method. This is then incorporated in the market-based control (MBC) theory and combined with the force analogy method (FAM) to solve the MBC robust strategy (R-MBC) of nonlinear systems. Finally, a single-degree-of-freedom (SDOF) system and a 9-stories steel frame structure are analyzed. The results are compared with those calculated by the $H{\infty}$-robust (R-$H{\infty}$) algorithm, and show the induced norm leads to the infinite control output as soon as it reaches the critical value. The R-MBC strategy has a better control effect than the R-$H{\infty}$ algorithm and has the advantage of strong strain capacity and short online computation time. Thus, it can be applied to large complex structures.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권6호
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• pp.261-272
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• 2021

This study investigates the structural characteristics of oil-free, gas beam foil journal bearings (GBFJBs) for use in high speed motors. Mathematical modeling was carried out, and reaction force modeling for static load was performed to predict the structural characteristics of the GBFJB. Mathematical modeling and reaction force modeling for static load are performed to predict the structural characteristics of GBFJBs. The reaction force of the test bearing against static loads was measured during experiments and compared with the predicted results. The measured experimental data reveal the nonlinear stiffness characteristics of the GBFJB against varying displacement and agree well with the predictions. Dynamic load tests using an exciter allow to identify the vibration characteristics of the GBFJB. Test results show that the vibration displacement, dynamic force, and acceleration measured on the test bearing are most dominant at the applied dynamic load (synchronization) frequency. Futhermore, the test results show that the hysteresis area recorded during the dynamic tests increases with the excitation amplitude and frequency, and that the beam stick phenomena occurr at high excitation frequencies. The single degree of freedom (DOF) vibration model aids to identify the stiffness and damping coefficient of the GBFJB, which decrease as the excitation frequency increases.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권6호
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• pp.665-678
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• 2017

In this paper the tuned mass-damper-inerter (TMDI) is considered for passive vibration control and energy harvesting in harmonically excited structures. The TMDI couples the classical tuned mass-damper (TMD) with a grounded inerter: a two-terminal linear device resisting the relative acceleration of its terminals by a constant of proportionality termed inertance. In this manner, the TMD is endowed with additional inertia, beyond the one offered by the attached mass, without any substantial increase to the overall weight. Closed-form analytical expressions for optimal TMDI parameters, stiffness and damping, given attached mass and inertance are derived by application of Den Hartog's tuning approach to suppress the response amplitude of force and base-acceleration excited single-degree-of-freedom structures. It is analytically shown that the TMDI is more effective from a same mass/weight TMD to suppress vibrations close to the natural frequency of the uncontrolled structure, while it is more robust to detuning effects. Moreover, it is shown that the mass amplification effect of the inerter achieves significant weight reduction for a target/predefined level of vibration suppression in a performance-based oriented design approach compared to the classical TMD. Lastly, the potential of using the TMDI for energy harvesting is explored by substituting the dissipative damper with an electromagnetic motor and assuming that the inertance can vary through the use of a flywheel-based inerter device. It is analytically shown that by reducing the inertance, treated as a mass/inertia-related design parameter not considered in conventional TMD-based energy harvesters, the available power for electric generation increases for fixed attached mass/weight, electromechanical damping, and stiffness properties.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.33-39
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• 2010

본 연구는 Modal Pushover Analysis(MPA)를 기반으로 비탄성 변위비(inelastic displacement ratio, $C_R$)와 붕괴 강도비(collapse strength ratio, $R_C$)를 이용한 간략한 Incremental Dynamic Analysis (IDA) 해석법을 제안해 냈다. 이 해석법은 선형 또는 비선형 동적해석 수행 없이 다자유도 시스템의 응답을 계산하기 때문에 간단하게 IDA곡선을 얻을 수 있다. 제안한 방법의 정확성은 6층, 9층, 20층의 철골 모멘트 골조를 대상으로 44개의 지진데이터를 사용하였으며 본 연구에서 제안하는 MPA를 이용한 $C_R-R_C$ IDA 해석결과와 비선형 동적해석 (Nonlinear Response History Analysis)을 통한 IDA 응답값, 그리고 각 주요모드의 비선형 동적해석을 통한 MPA-IDA 응답 값을 비교하여 타당성을 확인하였다. MPA를 이용한 $C_R-R_C$ IDA 해석법은 반복된 비선형 동적해석 과정이 없기 때문에 계산시 소요시간이 가장 작았으며 비교적 정확한 결과를 나타냈다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.274-279
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• 2010

본 논문에서는 원 형상에 비해 20% 축소 설계된 수평 핀을 부착한 전투기의 외부 연료 탱크의 정적인 세로 안정성을 해석하고 투하궤적을 분석하였다. 얇은 에어포일의 공력 자료를 이용하여 연료 탱크의 정적 피칭 안정성을 해석한 결과는 풍동 실험 결과와 거의 일치하였다. 연료탱크의 6자유도 운동방정식에 대한 수치적인 모사에서 얻은 낙하 궤적을 실제 모델의 투하 실험 궤적과 비교 분석한 결과 투하 시 항공기의 자세가 연료 탱크의 수직 이동 궤적에는 영향을 미치지 않지만 수평 이동 궤적에는 상당한 영향을 미치게 됨을 알 수 있었다. 이와 같은 이론 해석 및 실험 결과의 분석을 통해 재설계 핀을 부착한 외부 연료 탱크를 비행 중 항공기로 부터 분리할 때 비행운용 규범을 기준으로 수행한다면 항공기의 안전성을 보장할 수 있음이 검증되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.173-180
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• 2022

드론의 운항 방식 및 교통환경은 기존의 항공교통이나 지상교통과는 상이하다. 드론의 안전 운항을 위한 교통 관리 체계 정립의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 드론이 비행 중에 조우할 수 있는 위험 상황에 대하여 시뮬레이션에 의거하여 분석하고 대책을 수립하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 드론이 도심 환경에서 운항할 때 건물 사이로 발생하는 외풍에 영향을 받을 수 있으며, 이러한 외풍의 영향성을 예측하고 위험도를 분석하는 것이 필수적이다. 본 논문에서는 외풍 환경에서 비행 임무의 안전도를 평가하는 방법을 제시하였다. 외풍 조건을 입력할 수 있는 정밀 6자유도 비행 시뮬레이션을 구현하여 비행 임무 수행 중 외풍으로 인한 경로의 이탈, 자세각의 변화 등 그 영향성을 예측하였다. 비행 임무 실패 확률에 대해 정량화하는 방법을 제시하였다.

• 방송공학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.1152-1162
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• 2019

VR 산업의 급격한 발전에 따라 많은 VR 콘텐츠들이 제작 및 유통되면서 저작권 보호에 대한 필요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 VR 제작과정을 고려하여 워터마크를 삽입 및 추출하는 방법을 제안한다. 삽입에서는 VR 제작에서 왜곡이 최소화되는 영역을 선택하여 SIFT를 수행하고 DWT를 이용하여 주파수로 변환하여 QIM방식으로 삽입한다. 추출에서는 투영 과정에서의 왜곡을 보정하기 위해 위와 아래영역은 투영방법을 변경하고, 중간영역 중 일부는 3DoF를 이용하여 회전을 수행한 후 워터마크를 추출한다. 이에 대해 기존의 워터마크 방법을 적용했을 때보다 높은 정확도를 가지며 다양한 공격에서도 정확도가 유지되는 것을 보임으로 제안한 워터마크의 유효함을 확인한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.600-609
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• 2017

탐색기의 센서 영상을 이용하여 최종 표적에 대한 선정을 수동 또는 자동으로 할 수 있는 표적 관리 모의 시스템을 개발하였다. 모의 시스템은 비행체 시스템과 지상 시스템으로 구성하였다. 비행체 시스템은 비행체의 운동역학과 센서 영상을 모의하고 지상 시스템은 표적 템플릿 모의와 지상 제어기를 모의를 수행한다. 비행체의 운동역학은 의사 6자유도를 기반으로 비례항법유도기법을 사용한다. 탐색기의 센서 영상은 알려진 적외선 영상 렌더링 기법을 이용하여 직접 개발하였으며 상용 프로그램과 비교하여 검증하였다. 지상제어기는 사용자 편의를 위해 임무에 관련된 정보를 가능한 많이 전시할 수 있는 사용자 인터페이스로 구성하였다. 최종적으로 표적 격추 임무 모의를 통해 요구하는 성능에 만족함을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.99-107
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• 2013

본 논문에서는 조종이 미숙한 일반인을 위한 모의운전장치로서 보트 운항능력 확보를 위한 레저보트 시뮬레이터 개념설계에 관한 연구를 수행하였다. 레저보트 조종시뮬레이터 요구조건을 도출하기 위하여 국내 외 해양레저산업의 현황을 분석하고 레저보트와 관련된 사고유형과 국내 해양레저관련 제도와 법규에 대하여 분석하였다. 레저보트 보유현황을 기반으로 20 ft 및 40 ft급 파워보트를 개발대상 선박으로 선정하였으며, 실제 레저보트의 운항환경과 동일한 환경을 구현하여 훈련의 집중도와 현실감을 최대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 특히, 레저보트의 운항특성 및 운동특성을 보다 정확히 구현하기 위하여 선박의 형상특성과 해상상태가 반영된 파워보트의 6자유도 운동 수학모형을 개발하여서, 파도 바람 조류 등 외란 중 운동을 재현하는 조종자용 6자유도 모션플랫폼을 적용하여 훈련의 현실감을 극대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 조종면허, 조종숙련도 향상을 위하여 국내 조종면허제도와 수상레저안전법, 해상교통안전법 등을 분석하여 교육 시나리오를 설계하였다.