• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권3호
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• pp.315-321
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• 1999

본 논문에서는 근전도의 신호만으로 동적 운동시 근육에 발생하는 근력 예측을 위한 수학적 모델의 개발에 목표를 두고 있다. 이를 위하여 인체의 관절 운동중에 발생하는 근력과 근전도의 상관관계를 규명하는 것이 필요하기 때문에 동역학적 관절모델로서 수근관절을 포함한 주관절이 고려되었으며, 기구학 및 동역학 해석을 위하여 2개의 자유도를 갖는 Flexible Goniometer 로 관절의 각변위, 각속도, 가가속도등의 데이터를 실시간 측정하였다. 근전도 측정을 위해서는 비교적 신호가 뚜렷한 이두박근이 선정되었으며, 운동시 발생하는 이두박근의 근전도 신호는 표면전극을 이용한 다태널 Noraxon EMG 장치로 측정하였다. 결과로서, 근력과 근전도의 측정 시간에 따른 적분값의 비교는 1차 함수의 형태로 비례하는 상관관계로 표현됨을 알 수 있었으며, 동적인 운동시 발생하는 근수축을 동심 수축 구간( Concentric Contraction Period)과 편심 수축 구간(Eccentric Contraction Period)으로 양분하여 분석하였을 때도 근력과 근전도의 측정 시간에 따른 적분값의 비교는 1차 함수의 형태로 비례함을 알 수 있었다. 이 상관관계식을 이용하여 근전도 신호 측정을 통하여 관절에 작용하는 근육의 근력 예측이 가능함을 알 수 있었으며, 각기 다른 신체 부위의 관절에도 적용할 수 있는 가능성을 보여주고 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.31-46
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• 2009

An Unscented Kalman Filter (UKF) for estimation of the attitude and rate of a spacecraft using only magnetometer vector measurement is developed. The attitude dynamics used in the estimation is the nonlinear Euler's rotational equation which is augmented with the quaternion kinematics to construct a process model. The filter is designed for small satellite in low Earth orbit, so the disturbance torques include gravity-gradient torque, magnetic disturbance torque, and aerodynamic drag torque. The magnetometer measurements are simulated based on time-varying position of the spacecraft. The filter has been tested not only in the standby mode but also in the detumbling mode. Two types of actuators have been modeled and applied in the simulation. The PD controller is used for the two types of actuators (reaction wheels and thrusters) to detumble the spacecraft. The estimation error converged to within 5 deg for attitude and 0.1 deg/s for rate respectively when the two types of actuators were used. A joint state parameter estimation has been tested and the effect of the process noise covariance on the parameter estimation has been indicated. Also, Monte-Carlo simulations have been performed to test the capability of the filter to converge with the initial conditions sampled from a uniform distribution. Finally, the UKF performance has been compared to that of the EKF and it demonstrates that UKF slightly outperforms EKF. The developed algorithm can be applied to any type of small satellites that are actuated by magnetic torquers, reaction wheels or thrusters with a capability of magnetometer vector measurements for attitude and rate estimation.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제4권3호
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• pp.325-332
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• 2006

The dynamic responses of human standing postural control were investigated when subjects were exposed to long-term horizontal vibration. It was hypothesized that the motion of standing posture complexity mainly occurs in the mid-sagittal plane. The motor-driven support platform was designed as a source of vibration. The AC Servo-controlled motors produced anterior/posterior (AP) motion. The platform acceleration and the trunk angular velocity were used as the input and the output of the system, respectively. A method was proposed to identify the complexity of the standing posture dynamics. That is, during AP platform motion, the subject's knee, hip and neck were tightly constrained by fixing assembly, so the lower extremity, trunk and head of the subject's body were individually immovable. Through this method, it was assumed that the ankle joint rotation mainly contributed to maintaining their body balance. Four subjects took part in this study. During the experiment, the random vibration was generated at a magnitude of $0.44m/s^2$, and the duration of each trial was 40 seconds. Measured data were estimated by the coherence function and the frequency response function for analyzing the dynamic behavior of standing control over a frequency range from 0.2 to 3 Hz. Significant coherence values were found above 0.5 Hz. The estimation of frequency response function revealed the dominant resonance frequencies between 0.60 Hz and 0.68 Hz. On the basis of our results illustrated here, the linear model of standing postural control was further concluded.

• 한국항해학회지
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• 제10권2호
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• pp.97-114
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• 1986

Ship's maneuverability is very important factor in safe ship handling and economical ship operation. Steering characteristics are consisted of course stability and maneuverability. Today in many advanced ship-building countries, they study ship's course stability, using model ship tests, such as straight line tests, rotating arm tests and Planar Motion Mechanism (PMM) etc., in tow in tanks. It is the purpose of this paper to provide ship's handlers with better understanding of steering characteristics and to help them in safe controlling and manevering . In this paper, the author simulated response of various vessels, running straight course with constant speed, and they are disturbed by small external disturbance of one degree yaw angle with no angular velocity . The author used the hydrodynamic derivtives resulted at tests of Davidson's laboratory in Stevens Institute of Technology, New Jersey, U.S.A. Course stability was evaluated and analyzed in various respects, such as block coefficient, ratio of ship's length to beam, draft and rudder area ratio etc. The obtained results are as follows : (1) The ship's course stability is affected by magnitude of block coefficient greatly. In case that the block coefficient is more than 0.7, the deviation varies at nearly same rate but the requistite time to reach the steady course is different. (2) The ship's course stability is affected by magnitude of L/B. When the dimensionless time reaches about 3, the deviation and requisite time to reach the steady course are influenced nearly same. After the dimensionless time is about 3, they change on invariable ratio. (3) The effect to course stability by L/T and RA' can be neglected. (4) The reason why thy VLCC and container feeder vessel are unstable on their course is that their block coefficient is generally more than 0.8 and the ratio of ship's length to beam is about 6.0.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.17-18
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• 2014

파력발전기의 유형은 진동수주형, 월파형, 가동물체형으로 나누어진다. 그 중 가동물체형은 파도에너지를 기계적 운동에너지로 전환하여 발전하기 때문에 가동물체의 운동량이 증가해야 발전량이 증가 할 수 있다. 본 논문에서는 가동물체형 파력발전기를 발전시스템이 있는 구조물 본체와 가동부유체로 구성하고 바 형태의 다리로 연결하였다. 다양한 정면파 조건에서 가동부유체와 구조물 본체 간 연결 방식 변화에 따른 운동 특성을 연구하고, 발전축의 모멘트와 각속도를 계산하였다. 이 연구는 가동물체형 파력발전기의 설계시 기초 자료로 사용 될 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.510-519
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• 2013

Urea-SCR시스템에 적용하기 위한 액막형 선회분사기의 분사압력변화에 따른 분무특성이 실험적으로 조사되었다. 실험에 사용된 노즐은 형상비 3.1을 갖는 단공 압력식 액막형 선회노즐이며, 노즐선단에 분사되는 유체에 선회류를 형성하기 위한 선회기가 설치되어 있다. 노즐의 분사량 조절은 PWM(pulse width modulation)기법에 의해 제어되었다. 분무의 발달과정은 2차원 PIV에 의해 가시화되었으며, 분무각 변화가 조사되었다. 분무액적의 속도 및 크기는 2차원 PDPA에 의해 상온 대기압 조건에서 측정되었다. 분무구조는 분사압력에 큰 영향을 받으며, SMD는 분사압력 증가에 따라 감소하며 선행연구자의 반실험적 결과와 유사한 경향을 보임을 알 수 있었다.

• Wind and Structures
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• 제15권1호
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• pp.17-26
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• 2012

Modeling swirling wakes is of considerable interest to wind farm designers. The present work is an attempt to develop a computational tool to understand free, far-wake development behind a single rotating wind turbine. Besides the standard momentum and continuity equations from the boundary layer theory in two dimensions, an additional equation for the conservation of angular momentum is introduced to study axisymmetric swirl effects on wake growth. Turbulence is simulated with two options: the standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model and the Reynolds Stress transport model. A finite volume method is used to discretize the governing equations for mean flow and turbulence quantities. A marching algorithm of expanding grids is employed to enclose the growing far-wake and to solve the equations implicitly at every axial step. Axisymmetric far-wakes with/without swirl are studied at different Reynolds numbers and swirl numbers. Wake characteristics such as wake width, half radius, velocity profiles and pressure profiles are computed. Compared with the results obtained under similar flow conditions using the computational software, FLUENT, this far-wake model shows simplicity with acceptable accuracy, covering large wake regions in far-wake study.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권3호
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• pp.303-309
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• 2000

본 연구에서는 중추신경계 질환에 의해 발생하는 경직을 정밀하고 정량적으로 평가하기 위하여 생체역학적 측면에서 실험 및 분석을 수행하였다. 객관적인 실험환경을 만족시키기 위해 기존에 검사자가 손으로 수행하던 방식을 개발된 진자실험 장치를 통하여 동일한 방법과 높이가 재현될 수 있도록 하였다. 하지의 진자 운동에서 발생되는 운동 형상학적 데이터들은 3차원 동작 분석장비(Elite. B.T.S. Italy)를 사용하여 측정하였으며, 경직과 관련된 하지의 각도, 각속도 변수에 대한 분석이 수행되었다. 진자 운동시 하지의 운동형상학적 데이터, 근육들의 길이변화와 변화 속도, 동적 근전도신호 등을 동시에 고려할 수 있는 프로그램을 제작하였다. 또한 기존의 분석보다 다양한 각도에서 경직의 정량적 평가가 가능하도록 14개의 새로운 변수를 도출하여 정량적 평가를 위한 총 26개의 변수에 대한 상호 상관성을 검토하였다. 새롭게 제시된 검사방식과 새로운 변수를 통하여 정밀하고 객관적인 경직 판정의 가능성을 제시하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.285-293
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• 2017

줄넘기는 줄을 돌리는 손동작과 뛰어오르는 동작이 결합된 운동으로 정확한 카운트를 위해서는 두 동작을 함께 고려해야 한다. 이전의 연구들에서는 단순 반복적인 운동인 윗몸일으키기, 팔굽혀펴기, 아령 운동과 함께 치부하여 하나의 동작만을 체크하여 카운트 하였다. 이것은 실제 줄넘기 동작과는 차이가 있으며 두 동작 중 하나의 동작만을 하고 있다면 확인해내지 못하는 문제가 있다. 본 논문에서는 6축 가속도 자이로 센서를 이용하여 두 동작을 모두 확인하고 카운트하는 방법을 제안한다. 가속도 센서를 이용하여 뛰어오르는 동작을 확인하며 자이로 센서를 이용하여 손동작을 확인한다. 이때 확인되는 값의 파형을 이용하여 줄넘기 횟수를 카운트하게 된다. 제안하는 방법은 실제 실험을 통하여 카운트 방법의 성능을 확인할 수 있다.

• 한국운동역학회지
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• 제23권2호
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• pp.117-123
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• 2013

The purpose of this study was to provide data to increase the success rate of penalty kicks through quantifying the shape of skilled kicks by performing a kinematic analysis on the change of movement during the kicking phase which the goalkeeper uses as a vital clue. Three high definition video cameras(GR-HD1KR, JVC, Japan) were used for the study and 18 reflective markers were attached to the body joints. Corners of the goal, difficult for goalkeepers to block, were set as aims and 1 m by 1.2 m targets were installed. Each subject had five sets of kicks at random, and the analysis was done on the movements that hit the target. Time, speed of the right lower limb's center of mass, joint angle, and angular velocity were chosen as factors and the results of the analysis showed statistical significance. The player taking a penalty kick should train to avoid leaning one's body towards the kicking direction and change the angle of the right foot right before the impact to decide the direction of the ball. The goalkeeper can increase the save success rate by studying the angle of the kicker's body and the right foot as well as the timing of the kick.