This paper pressents a condition-based maintenance (CBM) method through bibration analysis. The well known frequency analysis is employed for performing machine fault diagnosis. The statistical control chart is also applied for analyzing the trend of the bearing wear. Vibration sensors are attached to prototype machine and signals are continuously monitored. The sampled data are utilized to evaluate how well the fast fourier transform(FFT) and the statistical control chart techniques could be used to identify defects of machine and to analyze the machine degradation. Experimental results show that the propowed approach could classify every mal-function and could be utilized for real machine diagnosis system.
일반적인 OFDM/QAM 시스템은 시간 영역에서 다중경로 채널에 강인한 특성을 갖기 위해 연속적인 심볼 사이에 보호구간(Guard Interval)을 삽입하는 반면, OFDM/OQAM(Offset QAM)-IOTA 시스템은 보호구간 대신에 시간과 주파수 영역에서 우수한 Localization 특성을 갖는 IOTA(Isotropic Orthogonal Transform Algorithm) 함수를 사용하며, 이로 인하여 OFDM/OQAM-IOTA 시스템은 현저하게 높은 주파수 사용 효율을 갖는다. 하지만 일반적인 OFDM/QAM 시스템에 사용된 채널 추정 방법을 변경 없이 OFDM/OQAM-IOTA 시스템에 적용할 경우 고유의 심볼간 간섭(ISI : Inter-Symbol Interference)이 발생하게 되므로 OFDM/OQAM-IOTA 시스템 채널 추정을 위해서는 별도의 프리앰블 구조를 사용하여야 한다. 본 논문에서는 OFDM/OQAM-IOTA 시스템 채널 추정에 적합한 새로운 프리앰블 구조를 제안하고, 제안된 프리앰블을 사용하여 Ideal 채널 추정과 중저속 이동 환경에서의 Practical 채별 추정을 수행하여, 그 결과를 일반적인 OFDM/QAM 시스템의 성능과 비교 분석한다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 제안된 프리앰블 구조를 사용한 OFDM/OQAM-IOTA 시스템이 FFT 크기의 1/4을 보호구간으로 사용하는 일반적인 OFDM/QAM 시스템보다 Target BER 10-3에서 1.5 dB 정도의 Eb/NO 이득이 있으며, 또한 $25\%$ 정도의 데이터 전송률 이득을 갖는다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 주파수 선택적 페이딩 채널에서 무선 고속 데이터 전송에 적합한 통신 방식이다. 본 논문에서는 기계 제어에 많이 사용되는 Fuzzy 이론을 이용하여 OFDM 시스템에서 문제가 되는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 감소시키는 방법을 제안한다. PAPR을 줄이는데 Fuzzy 이론을 사용함으로써 경험적 실험과 반복에 의한 데이터를 사용하기 쉬우며, 하드웨어적인 측면에서 구현이 쉽고, 또한 보다 적은 연산량으로 쉽게 PAPR을 감소시킬 수 있다. 먼저 입력 신호를 부블록으로 나누고, Fuzzy를 이용하여 부블록의 PAPR을 낮추어 전체의 PAPR을 낮추어 전송하여 이를 수신단에서 복원하는 비교적 쉽고 간단한 알고리즘을 제안한다. 제안한 방식이 기존의 OFDM 시스템에 비하여 시스템의 연산량이 다소 증가하고 Fuzzy에 관한 정보를 따로 보내야 하는 단점이 있지만, PAPR 감소 측면에서 성능이 개선됨을 확인하였다. 제안하는 알고리즘의 성능을 평가하기 위해 CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)을 통하여 비교한다. 이 알고리즘에 따르면 QPSK와 16QAM 변조를 사용하여 시뮬레이션을 한 결과, Fuzzy 이론을 이용한 방법이 FFT 크기(N)=512, Oversampling=4인 경우 PR이 $10^{-5}$을 기준으로 각각 최대 약 2.3 dB와 3.1 dB의 PAPR 감소됨을 확인할 수 있었다.
항해용 X-band 레이다를 이용한 파랑관측은 해수면에 후방산란 된 전자기파 이미지를 분석하여 이루어진다. 1분당 42개의 해수면 시계열 이미지로부터 3차원 FFT를 계산하고 변조전달함수(Modulation Transfer Function)를 구하여 파랑정보를 추출한다. 따라서 레이다 파고계로 계측한 유의파고의 정확도는 X-band 레이다 영상의 상태에 따라 결정된다. 2020년 여름 태풍 마이삭과 하이선 내습 시 강릉 안인 해안에 설치된 X-band 레이다 파고계로 관측한 유의파고의 오차가 크게 발생하였다. 이는 태풍 내습 시 급격히 유의파고가 증가하는 한편 강한 강우가 동반되어 X-band 레이다 영상의 품질이 저하되었기 때문이다. 최대 오차 발생 이전까지 많은 강우가 있었음이 확인된다. 본 연구에서는 convolution neural network(CNN)을 이용하여 레이다 이미지로부터 강우 여부를 분류하고 강우여부에 따라 강우시 인공신경망 모델을 적용하여 태풍 시 유의파고 관측 정확도를 향상시켰다. 폭우를 동반한 태풍 시 레이다 자료 특성에 기반하여 인공신경망 유의파고 산출 알고리즘을 개선하고 이를 통해 X-band 레이다 파고계의 정확도를 향상시키는 방법을 제시하였다.
시설물의 거동 파악을 위한 대표적인 방법으로는 가속도센서에서 측정되는 동적응답을 이용하여 역해석을 통해 구조변수를 추정하는 방법이 있다. 정확한 구조변수의 추정을 위해서는 최적화된 센서의 위치가 필요한데, 본 논문에서는 다양한 최적 센서위치를 추정하는 방법을 정리하였으며, 기존 시간영역에서만 사용되었던 Hankel matrix법을 주파수영역으로 확대 개발하여 기존 최적 센서위치 추정 방법들과 결과를 비교 분석하였다. 결과 비교 및 검증을 위해 지진동에 의한 동적 해석을 수행하여 기존 및 새로운 방법으로 선택된 최적 센서위치 에서의 가속도데이터를 활용하여 FFT(Fast Fourier Transform)를 통해 진동 형상의 크기를 구하고, spline function으로 전체 자유도에 대한 진동 형상을 추정하였으며, 추정된 진동 형상과 해석적으로 구해진 진동 형상과의 MAC 지수를 통하여 다양한 방법들의 모드 추정의 정확도를 비교하였다.
Flows in the combustion chamber near the spark plug are measured using LDv.A single cylinder DOHC S.I. engine of compression ratio 9.5:1 with a transparent quartz window piston is used. Combustion chamber shape is semi-wedge type. Measured data are analyzed using the ensemble averaged analysis and the cycle resolved analysis which uses FFT Filtering. Turbulent intensity and mean velocity are studied in the main flow direction and the normal to main flow direction as a function of engine speeds. The results shows that the turbulent intensity obtained by the ensemble averaged analysis is greater than that calculated by the cycle resolved analysis. Especially, the ensemble averaged analysis shows increase in turbulence at the end of compression stroke although the cycle resolved analysis shows increase only in the cycle-by-cycle variation with no noticeable increase in turbulence. The mean velocity in the main flow direction increase as engine speed increase. But the mean velocity normal to the main flow does not show such increase. Turbulent intensity in both direction increase in proportion to engine speeds. The magnitude of turbulent intensity is about 0.3 ~ 0.4 times the mean piston speeds at the end of the compression stroke.
변압기 및 GIS 설비 내의 부분방전(Partial Discharge: PD) 발생 시 과도 UHF 신호들이 발생하고 그 신호들은 탱크 안에서 공진한다. 한 개 이상의 PD소스가 존재하고 간섭을 포함 할 때, PD에서 발생하는 본 신호들을 정확히 분류 할 수 있는 능력은 진단의 수준을 높일 것이다. 고속 푸리에 변환(FFT)은 주파수변화가 많을 시에, 주요 주파수의 특징 구별이 어렵다. 즉 푸리에 변환 적용 시 noise의 불규칙적인 파형으로 원 신호와의 구분이 어렵다. 그래서 시간과 주파수영역 모두에서 좋은 해상도를 나타내는 웨이블릿을 사용하였다. 변압기 및 GIS 설비 탱크에서 다른 위치의 PD소스로부터 UHF신호들을 인지하는 것에 대하여 웨이블렷에 기초된 방법은, 단지 한 개의 UHF 센서로 신호를 받았을 경우에도 묘사되어진다. UHF PD신호들의 시간-주파수 특성은 웨이블릿 변환으로부터 설립되고, 신호의 에너지 분포 mapping의 의미로 제공되어 진다. 유사함수(similarity function)는 다양한 웨이블릿 계수분포 사이에서 유사성의 측정을 제공하기 위하여 정의된다. 실험으로 측정된 데이터를 통하여 다중부분방전의 유무를 판단하고자 한다.
The regularity of railway track alignment is a crucial component fur maintaining travel safety and the smoothness of passenger ride. The conventional spectral analysis has been considered to estimate the severity of the track irregularity from measured data. The time domain data used to be changed into the frequency domain by Fourier transform. Because the measuring points can be regarded as the time points, the spatial-frequency can be introduced instead of the time-frequency. Although FFT(Fast Fourier Transform) and/or PSD(Power Spectral Density) function could provide fairly localized information within frequency domain, but chronical configurations of data could be missed. In this study, we attempt to apply the Morlet wavelet transform for the purpose of a frequency-time-domain analysis rather than a frequency-domain analysis. The applicability of wavelet transform is examined for the estimation of the track irregularity with real measured track data on the section of Kyoung-bu line by EM-120 measuring vehicle. It is shown that the wavelet transform can be an effective tool to manage the track irregularity.
A precise fit of the implant prosthesis is one of the most important factors in preventing mechanical complications. To analyze the degree of the misfit of implant prosthesis, a modal testing experiment was accomplished. And. to interpret the modal testing analysis mathematically, three-dimensional finite element models were established. In the experimental modal testing analysis, with a laser displacement meter, FFT analyzer, impact hammer, etc., natural frequencies of the models with various degree of prosthesis fit were determined after the frequency response function were calculated. In the finite element analysis, the natural frequencies and mode shapes of the models which simulated those of experimental modal testing were computed. The results were as follows: 1. Natural frequencies of the prosthesis-abutment were related to the contact state between components. 2. In the modal testing experiment, the natural frequencies increased from $50{\mu}m$ to $200{\mu}m$ gap and reached a plateau. 3. In the finite element analysis, the natural frequencies decreased gradually according to the in crease of the gap size. 4. In the finite element analysis, the mode shapes of model 1 with misfitting prosthesis showed different patterns from those without misfitting prosthesis. 5. The devices including a laser displacement meter used in this study were useful for measuring the natural frequencies of an implant prosthesis which had various degrees of fit.
최근에 당뇨병이 말초혈관 혈류흐름에 치명적인 영향을 준다는 의학보고에 따라 기존의 혈액체취를 통한 혈액 속의 당치를 측정하는 방식 대신에 고분해능을 가진 LDF(Laser Dopller Flowmeter)를 이용하여 말초혈관 혈류를 측정하여 정상인과 당뇨병환자와의 차이점에 대하여 연구하였다. 여러 가지 분석 방법중, 본 연구에서는 주파수영역에서의 ASD방법을 통하여 그 차이를 분석하였다. 실험대상은 음성 신경병증, 양성 신경병증, 갑상선 기능 항진증, 갑상선 기능 저하증 등 4개의 당뇨병환자군과 당뇨병에 대한 정상군에 대하여 LDF를 측정하였다. 그 결과 모든 당뇨환자군은 정상인에 대하여 모든 진동수영역에서 낮은 ASD를 가져 당뇨병이 말초혈관 혈류운동에 손실을 가져옴을 확인하였고, 신경병증을 가진 환자와 갑상선기능저항증 당뇨환자군은 거의 모든 진동수 영역에서 낮은 ASD를 가졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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