• 제목/요약/키워드: Computer simulation and developed model

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근사 비선형 궤환 선형화를 이용한 도립 진자 계통의 제어 (The Control of Inverted Pendulum System Using Approximated Nonlinear Feedback Linearization)

  • 이종용;이상효
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.372-384
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    • 1993
  • 로보트 제어와 로케트의 자세 제어에 관련하여 도립 진자 시스템은 제어 이론과 응용면에서 흥미 있는 문제이다. 일반적으로 도립 진자 시스템을 제어하기 위하여 소신호 모델에 의한 근사화 모델이 사용되었다. 본 논문에서는 미분 다양체 이론을 기초로 한 비선형 제어 이론을 도입 진자 시스템에 적용하고자 한다. 먼저 비선형 모델을 비선형 상태 궤환을 이용하여 근사 선형화 모델로 변환시키고, 선형화 모델에 극점 배치를 통하여 선형 제어기를 설계하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안된 기법을 Tayler 급수의 3차 선형화모델과 비교하였다.

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대형교통사고 심각도 모형에 의한 주행안전성 및 투자효과 분석 (Analysis on the Driving Safety and Investment Effect using Severity Model of Fatal Traffic Accidents)

  • 임창식;최양원
    • 대한교통학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.103-114
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    • 2011
  • 본 연구는 2000년 이후 대형교통사고 발생지점 112건의 자료를 이용, 다양한 교차 및 빈도분석을 통해 대형교통사고와 도로 기하구조의 관계를 규명하고, 이를 토대로 대형교통사고 심각도 모형을 구축하였으며, 주행안전성 향상을 위해 720회의 컴퓨터 모의실험으로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 교차 및 빈도분석의 결과 커브구간에서 43.7%, 종단경사 기타조건에서 60.7%, 곡선반경 0~24m 구간에서 57.2%, 편경사 0.1~2.0% 구간에서 83.9%, 편도2차로 도로에서 49.1%, 차종별로는 승용(33.0%), 화물(20.5%), 버스(14.3%) 순이었으며, 편경사 설치 유 무가 대형교통사고 발생에 가장 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 둘째, 순서형 프로빗 모형(Ordered Probit Model)을 이용하여 다양한 도로조건에서의 피해 예측이 가능한 대형교통사고 심각도 모형을 개발하였으며, 개발된 모형을 기반으로 도로의 위험성을 사전에 예측하고, 대책 마련이 가능토록 기여 하였다. 셋째, 컴퓨터 모의실험(Simulation) 결과, 이미 대형교통사고가 발생한 장소에 편경사를 설치했을 경우 약 85% 이상의 지점들에서 대형교통사고가 발생하지 않는 개선효과가 있는 것으로 분석되었으며, 이 분석결과를 통해 도로의 구조 시설 기준에 관한 규칙(해설 및 지침)의 편경사 설치 예외규정을 더욱더 강화시킬 필요가 있다고 사료된다.

간헐(間歇) 수문과정(水文過程)의 모의발생(模擬發生) 모형(模型)(I) - 교대재생과정(交代再生過程)(ARP)과 연속확률분포(連續確率分布) - (A Simulation Model for the Intermittent Hydrologic Process(I) - Alternate Renewal Process (ARP) and Continuous Probability Distribution -)

  • 이재준;이정식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.509-521
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    • 1994
  • 본 연구는 간헐 수문과정인 일 강수계열의 모의발생 모델을 개발한 것으로서, 일 강수계열의 구조적 특성인 강수발생과정과 습윤일의 강수량과정을 고려하였다. 본 연구는 두편이 논문으로 구성되어 있으며, 연구(I)에서는 강수발생과정을 위하여 고대재생과정(ARP)을 이용하였으며, 건조 습윤계속기간 분포에 대해서는 TBD, TPD, TNBD, LSD의 4가지 이산형 확률분포를 적용하였다. 후속논문인 연구(II)에서는 강수발생과정으로 Markov 연쇄모델을 이용한다. 그리고 습윤일의 강수량 분포에 대해서는 Gamma 분포, Pearson Type-III 분포, Type-III 극치분포, 3모수 Weibull 분포의 4가지 연속형 확률분포를 적용하였다. 연구(I)에서는 낙동강 유역의 대구, 고령, 밀양, 영주 관측소 및 섬진강 유역의 하동, 순창, 구례 관측소의 일 강수계열 자료를 사용하였으며, 강수발생과정과 습윤일의 강수량과정을 조합하여 구성한 두가지의 일 강수계열 모의발생 모델 A-W, A-G 모델의 적용성을 확인하였다.

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계층적 애니메이션이 가능한 분산 시뮬레이션 모델링 환경 (Modeling Environment for Distributed Simulation with Hierarchical Animation)

  • 이미라;김형종
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.33-42
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    • 2008
  • 시뮬레이션이 현실적으로 수행하기 어려운 시스템을 모의 실험한다는 특성상 대상 시스템은 크고 복잡한 경우가 많으며, 이러한 시스템의 변화를 관찰하고자 한다면 시뮬레이션 모델구조와 애니메이션 또한 그와 비슷한 복잡도로 행해져야 한다. 그러나, 모든 시스템 구성 요소들을 한꺼번에 애니메이션 하는 일은 복잡도 때문에 관찰하고자 하는 시스템 영역에 대한 초점을 흐리게 할 수 있다. 또, 시뮬레이션이 많은 컴퓨팅 자원을 요구하는 일인 것을 고려할 때, 복잡한 애니메이션 처리는 시스템에게 더욱더 많은 부하를 준다. 이와 관련한 문제를 해결하고자 전체 시스템 중 관찰하고자하는 특정 계층을 사용자가 선택하여 애니메이션 하는 계층적 애니메이션 기법이 제안되었다. 하지만, 이 연구에는 모델 작성자가 시뮬레이션의 동적 특성에 맞는 애니메이션 모델링을 체계적으로 기술 할 수 있는 모델링 형식은 정의되어 있지 않다. 이 연구에서는 계층적 애니메이션이 가능한 시뮬레이션 모델을 좀 더 체계적으로 정의 할 수 있도록 DESHA 형식론을 정의하고, 기존 연구의 구현물을 개선하여 DESHA 모델 실행 환경인 DESHA-C++로 정의하였다. 또, 이러한 계층적 애니메이션이 가능한 시뮬레이션 모델링 방식이 다양한 영역에서 활용될 수 있도록 DESHA와 HLA를 연동한 분산 시뮬레이션 모델링 환경을 제안하고 개발하였다.

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한국형 고속전철의 주행진동 특성에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Characteristics on the Test Line for Korean High Speed Train)

  • 김영국;김석원;박찬경
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.555-560
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    • 2003
  • Korean High Speed Train(KHST) has been tested on the high speed test line in Osung site of Korea High Speed Rail Construction Authority (KHRC). since it was developed as G7 Project Plan In 2002. This paper introduces the dynamic test devices in KHST and shows the comparison between the results of test and theoretical computing results which derive from the new model for KHST dynamic behavior. Previous computer simulation model for KHST was developed to review wether the vehicle system was satisfied with the dynamic performance requirements during the design procedure. But It should be applied the results of the parts test for suspension elements in order to compare between the results of computation and real test. Using VAMPIRE Program made by AEA Technology in UK. the new model also was modified. This paper shows that the static wheel loads calculated from new model is similar to test results. For test on high speed line, we prepared the test devices for evaluating the dynamic performances. which was consisted of the accelerometers( based on Kisler Co.) and the data aquisition systems (based on National instrument Co.), and test program coded by LabView 6i program. These lest devices and programs are flexible to extension the channels for adding sensors and connect to the ethernet network. The acceleration of car bodies, bogie frames and axle boxes were compared between the results of computation and test at 150km/. This paper shows that the results of test were high in high frequency band range but similar frequency band range. It might be considered that these differences were caused by the test which did not performed at constant speed for comparison analysis. Also. It will be able to understand the differences and make better results through a lot of tests planed in future.

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CFD를 이용한 유리온실 내부 환경 예측 모델 개발 및 검증 (Development and Validation of Inner Environment Prediction Model for Glass Greenhouse using CFD)

  • 정인선;이충건;조라훈;박선용;김민준;김석준;김대현
    • 생물환경조절학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.285-292
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    • 2020
  • 본 연구에서는 CFD 시뮬레이션 기법을 이용하여 유리온실의 내부 환경 변화를 예측하는 모델을 개발하였으며, 실험을 통해 확보한 데이터를 이용하여 이를 검증하였다. 주·야간 실험 데이터를 경계조건으로 하는 Case 1, 2, 3의 시뮬레이션 예측값은 실험값 대비 평균 2.62℃ 높게 나타났으며, 최대편차와 균일도는 각각 평균 1.12℃, 2.92%p 높게 나타났다. Case 1에서 Case 3으로 외기온도가 변화함에 따라 조성되는 온실 내부 온도는 평균 0.84℃의 차이를 보였으며, R2는 0.9628로 실험값과 시뮬레이션 예측값 간 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 시뮬레이션 예측 결과 해석대상 온실 내 불균일한 온도분포를 확인하였다. 해석대상 온실의 효율적인 열에너지 관리를 위해 온실 내 방열관과 FCU의 위치 변경, 온실 구조 변경 등이 필요하다고 판단되었다. 추후 현장에서의 적용을 위해 정밀한 분석이 필요하며 이를 위해 온실 내부 작물 및 구조물 미고려, 온실을 완전 밀폐로 가정하는 등 모델 정립을 위한 조건들에 의한 열전달 현상을 고려한 모델의 개선이 필요하다고 판단된다.

선박자동충돌회피지원을 위한 자동제어 (Automatic Control for Ship Automatic Collision Avoidance Support)

  • 임남균
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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    • pp.81-86
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    • 2003
  • 일본을 중심으로 과거 10여년전부터 수행되어온 선박자동충돌회피연구는 최근 눈부신 IT산업의 발전에 힘입어 실용화 단계에 까지 접어들 수 있는 환경을 맞이 하고 있다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로 선박자동충돌회피지원시스템의 주요 핵심 기술인 자동회피 알고리즘을 구성하기 위한 연구를 수행하였다. 선박운동방정식은 간편히 선체운동을 수학식으로 표현하는 KT모델을 이용하였으며, 선박이 정해진 항로를 유지해 나가는 Track Control System의 구현을 위해서는 퍼지 이론을 이용한 자동제어 시스템을 적용하였다. 또한 충돌회피 추론 부분에서는 위험도 판정을 위하여 TCPA와 DCPA를 이용한 퍼지 추론이 이용되었다. 충돌회피거동 기능면에서는 국제해상충돌예방규칙을 기초로 하여, 두 선박의 다양한 조우 상황을 분석하였다. 이 분석에 기초한 피항거동이 이루어질수 있도록 알고리즘을 구축하였다. 제안된 시스템의 유효성을 검증하기 위하여, 다양한 상황의 시뮬레이션이 수행되었다. 그 결과 적절한 선박충돌회피 동작이 이루어지는 것을 확인하였으며, 향후 더욱 연구가 발전된다면 자동선박충돌회피지원시스템으로 실 선박에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

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선박충돌회피지원 시스템을 위한 자동제어 (Automatic Control for Ship Collision Avoidance Support System)

  • 임남균
    • 한국항해항만학회지
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    • 제27권4호
    • /
    • pp.375-381
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    • 2003
  • 일본을 중심으로 과거 10여전부터 수행되어온 선박충돌회피연구는 최근 눈부신 IT산업의 발전에 힘입어 실용화 단계에 까지 접어들 수 있는 환경을 맞이하고 있다. 본 논문에서는 이러한 연구의 일환으로 선박충돌회피지원시스템의 주요 핵심 기술인 자동회피 알고리즘을 구성하기 위한 연구를 수행하였다. 선박운동방정식은 간편히 선체운동을 수학식으로 표현하는 KT모델을 이용하였으며, 선박이 정해진 항로를 유지해 나가는 Track Control System의 구현을 위해서는 퍼지 이론을 이용한 자동제어 시스템을 적용하였다. 또한 충돌회피 추론 부분에서는 위험도 판정을 위하여 TCPA와 DCOPA를 이용한 퍼지 추론이 이용되었다. 충돌회피거동 기능면에서는 국제해상충돌예상규칙을 기초로 하여, 두 선박의 다양한 조우 상황을 분석하였다. 이 분석에 기초한 피항거동이 이루어질수 있도록 알고리즘을 구축하였다. 제안된 시스템의 유효성을 검증하기 위하여, 다양한 상황을 시뮬레이션이 수행되었다. 그 결과 적절한 선박충돌회피 동작이 이루어지는 것을 확인하였으며, 향후 더욱 연구가 발전된다면 선박충돌회피지원시스템으로 실 선박에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

5 kW 용융탄산염 연료전지 스택내 운전특성 및 온도 변화 해석 (Operation Characteristics and Analysis of Temperature Gradients in a 5-kW Molten Carbonate Fuel Cell Stack)

  • 임희천;고준호;류정인
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.107-118
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    • 1999
  • MCFC 발전 기술의 실용화를 위하여 $3,000cm^2$ 면적의 단위전지 20장으로 구성된 5 kW 급 MCFC 스택을 5,760 시간 동안 운전하여 그 운전특성을 파악하였다. 스택은 7.6 kW의 출력을 보여주어 설계치보다 높은 출력을 보여주었다. 아울러 스택 성능 및 스택내 운전온도 분포변화를 해석하기 위하여 열전달, 유동방정식 및 연료전지 반응특성을 고려한 수학적 모델을 완성하였다. 완성된 수학적 모델 전산 모사를 위하여 상용 CFD 코드를 이용한 프로그램을 개발하였고 개발된 스택 전산모사 코드는 실제 운전된 5 kW MCFC 스택 운전 자료와 이론적 계산결과와 비교하여 그 신뢰성을 확인하였다.

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공동주택용 온수난방 시스템의 에너지해석 및 제어특성 (The Energy Analysis and Control Characteristics of a Hot Water Heating System for Apartment Houses)

  • 장효환;안병천
    • 설비공학논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.76-87
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    • 1996
  • Energy analysis for the hot water heating control system of apartment house complex is accomplished by computer simulation. Mathematical model of a boiler, pipe network and a unit-house is developed. The effects of heating control methods on the heating performance and energy consumption of the system are investigated. The heating control methods considered in this study are a continuous heating control, and on-off heating control and an intermittent heating control methods. For each control method, the effects of an outdoor temperature, indoor temperature sensing position and the capacities of the boilers and circulating pumps on the heating performance and energy consumption are obtained and "the best" control method is recommended.commended.

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