This paper suggests easy stabilization methods for linear time-varying systems with delay in the state. While existing methods employ the function space concept, the methods introduced in this paper transform the delay systems into the non-delay systems so that the well known methods for finite dimensional systems can be utilized. Particularly the intervalwise predictor is introduced and shown to satisfy an ordinary system. Control laws stabilizing the non-delay systems satisfied by this predictor will be shown to at least pointwise stabilize the delay systems with the additional strong possibility of true stabilization. In order to combine two steps of the predictor method, first transformation and then stabilization, an intervalwise regulator problem is suggested whose optimal control laws incorporate the intervalwise predictor as an integral part and also at least pointwise stabilize the delay systems. Since the above mentioned methods render the periodic feedback gains for time invariant systems the pointwise predictor and regulator are introduced in order to obtain the constant feedback gains, with additional stability properties. The control laws given in this paper are perhaps simplest and easiest to implement.
This paper presents a novel method for modeling elastic wave propagation in long beams. The proposed method derives a solution for the transient transverse displacement of the beam's neutral axis without assuming the separation of variables (SV). By mapping the governing equation from the space domain to the frequency domain using Fourier transformation (FT), the transverse displacement function is determined as a convolution integral of external loading functions and a combination of trigonometric and Fresnel functions. This method determines the beam's response to general loading conditions as a linear combination of the analytical response of a beam subjected to an abrupt localized loading. The proposed solution method is verified through finite element analysis (FEA) and wave propagation patterns are derived for tone burst loading with specific frequency contents. The results demonstrate that the proposed solution method accurately models wave dispersion, reduces computational cost, and yields accurate results even for high-frequency loading.
In [1], Johnson and Lapidus introduced a family { $A_{t}$ :t>0} of Banach algebras of functionals on Wiener space and showed that for every F in $A_{t}$ , the analytic operator-valued function space integral $K_{\lambda}$$^{t}$ (F) exists for all nonzero complex numbers .lambda. with nonnegative real part. In [2,3] Johnson and Lapidus introduced a noncommtative multiplication having the property that if F.mem. $A_{t}$$_{1}$ and G.mem. $A_{t}$$_{2}$ then $F^{*}$G.mem. A$t_{1}$+$_{t}$$_{2}$ and (Fig.) Note that for F, G in $A_{t}$ , $F^{*}$G is not in $A_{t}$ but rather is in $A_{2t}$ and so the multiplication * is not internal to the Banach algebra $A_{t}$ . In this paper we introduce an internal noncommutative multiplication on $A_{t}$ having the property that for F, G in $A_{t}$ , F G is in $A_{t}$ and (Fig.) for all nonzero .lambda. with nonnegative real part. Thus is an auxiliary binary operator on $A_{t}$ .TEX> .
이 논문에서는 파랑 하중을 받는 부유식 구조체의 운동 해석에 있어서 시스템 식별 방법을 이용한 상태공간방정식 모델을 수립하고 해석하는 방법을 제안하였다. 상태공간방정식 모델의 수립 방법으로는 주파수영역에서 하중-변위 입출력 관계에 대한 목표 전달함수를 구하고 이에 가장 근접하는 상태공간방정식을 구하는 절차를 제시하였다. 전통적으로 부유식 구조체 운동의 시간영역 해석은 지연함수의 합성곱적분을 포함하는 Cummins 방정식을 시간적분하여 이루어진다. 상태공간방정식 모델은 이러한 시간영역해석을 효과적으로 수행하기 위한 방법의 하나로서 연구되어 왔다. 제안하는 방법에서는 시스템 식별방법인 N4SID 와 전달함수의 분모 및 분자 다항식의 계수를 설계변수로 하는 최적화방법을 사용하여 목표 전달함수에 상응하는 상태공간방정식을 구한다. 제안하는 방법의 적용성을 보이는 예제로서 단자유도 수치모델 및 6자유도 바지의 운동을 해석하였다. 제시하는 상태공간방정식 모델은 주파수영역 및 시간영역에서 모두 기존의 해석결과와 잘 일치하고 시간영역해석에서는 계산의 정확도를 확보하면서 계산 시간을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.
평면형 구조에서 공간 영역 그린 함수를 구하기 위해서는 무한 Sommerfeld 적분을 계산하여야 한다. 무한 적분을 짧은 시간에 계산하기 위한 실수축 적분 방법(real axis integration method)은 주파수와 거리에 대해 넓은 범위에 걸쳐 매우 정확한 방법이지만 관측점의 수지 성분 z가 변하게 되면, 근사의 과정을 반복해야 하는 비효율성과 z가 커질수록 파수 영역 함수의 변화가 심해져 정확한 근사가 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 폐루프 적분 경로를 이용하여 파수 영역 함수를 근사화 함으로써 일반적인 마이크로스트립 구조에서 기존의 결과에 비해 정확한 closed-form 그린 함수를 구하는 방법을 제시하였다.
본 논문은 헬리콥터 기동비행문제를 비선형 최적제어기법으로 정식화 하고 이를 indirect method를 적용하여 해석하는 기법에 대한 연구결과이다. 주어진 기동비행 경로에 대한 오차를 벌칙함수 형태의 가격함수로 채택하고 이를 최소화하도록 정식화하면 기동비행은 구속조건이 없는 최적제어문제로 정식화 된다. 정식화 결과로 얻어지는 이점 경계값 문제는 Multiple Shooting Method (MSM)를 적용하여 해석하였다. 본 논문은 high fidelity 헬리콥터 모델링을 적용할 경우 수치해의 불안정성과 과도한 계산시간에 따른 해석의 어려움을 해소하는 방안을 찾는데 초점을 두고 있다. 이를 위해 2가지의 선형모델과 로터의 비선형 모델링을 포함한 2개의 비선형 모델을 정의하였다. 각 모델링 방법의 적용에 따른 수치해석결과를 상대적인 계산시간과 함수계산 횟수 등을 비교하여 헬리콥터 모델 선정 시 활용할 수 있도록 하였다.
층상대지속에 있는 3차원 물체에 의한 지자기 지전류 (MT)응답을 계산하기 위하여 적분방정식을 이용한 수치모델링법을 개발하였다. 이 방법에서는 3차원 이상체를 몇 개의 세포로 분할하여 펄스기조함수로 근사할 수 있는 전류분포로 치환한다. 층상대지를 표현하는 전기 텐서그린함수를 쓰면 행렬방정식을 유도할 수 있으며 이를 각 세포의 벡터전류에 대하여 푼다. 결국 미지의 산란장은 산란전류에 관한 전기 및 자기 텐서그린함수를 적분함으로써 얻어진다. 지표면 근처에 3차원 전도성물체가 존재할 때 2차원의 TE모드 모델링으로는 깊은 곳에 가짜의 저 비저항을 가정해야 한다. 이는 TE모드 모델링에서는 경계면 전하의 영향을 고려할 수 없기 때문이다. 그러나 긴 3차원 직방체의 가운데를 가로지르는 단연은 2차원 TM모드 아르고리즘으로 정확히 모델화할 수 있으며, 이는 정식화과정에서 경계면 전하가 고려되어 있기 때문이다. 다중 주파수에 관한 수치계산 결과 겉보기 비저항과 위상은 상호보완적인 변수라는 것이 밝혀졌다. 따라서 이들 변수는 주파수영역 MT 해석시 함께 취급되는 것이 바람직하다.
The stochastic optimal control for a piezoelectric spherically symmetric shell subjected to stochastic boundary perturbations is constructed, analyzed and evaluated. The stochastic optimal control problem on the boundary stress output reduction of the piezoelectric shell subjected to stochastic boundary displacement perturbations is presented. The electric potential integral as a function of displacement is obtained to convert the differential equations for the piezoelectric shell with electrical and mechanical coupling into the equation only for displacement. The displacement transformation is constructed to convert the stochastic boundary conditions into homogeneous ones, and the transformed displacement is expanded in space to convert further the partial differential equation for displacement into ordinary differential equations by using the Galerkin method. Then the stochastic optimal control problem of the piezoelectric shell in partial differential equations is transformed into that of the multi-degree-of-freedom system. The optimal control law for electric potential is determined according to the stochastic dynamical programming principle. The frequency-response function matrix, power spectral density matrix and correlation function matrix of the controlled system response are derived based on the theory of random vibration. The expressions of mean-square stress, displacement and electric potential of the controlled piezoelectric shell are finally obtained to evaluate the control effectiveness. Numerical results are given to illustrate the high relative reduction in the root-mean-square boundary stress of the piezoelectric shell subjected to stochastic boundary displacement perturbations by the optimal electric potential control.
DBS(Direct Broadcast Satellite) 수신용 radial-line slot antenna(RLSA)의 설계를 위한 슬롯을 통한 결합 특성을 해석하였다. RLSA에서 이미 제안된, narrow wall이 주기 경계 조건(periodic boundary condition)을 만족시키고 wide wall에 슬롯이 주기적으로 배열되어 있는 구형 도파관 모델을 이용하였다. 자장 적분 방정식과 필요한 그린 함수를 유도하여 모멘트 법으로 풀었다. 이때 수치 해석의 효율을 극대화하고 그린 함수에 의한 특이점 문제를 해결하기 위해 entire domain 기저 함수와 sub-domain 기저 함수를 모두 사용하였다. 한편 그린 함수를 빠르게 계산하기 위한 가속화 방법으로 구형 도파관 영역은 Ewald합 기법을, 반공간 영역은 Shanks 변환을 이용하였다. 시뮬레이션 결과로부터 RLSA의 설계에 이용되는 다양한 변수들이 결합에 미치는 영향을 예측할 수 있었다.
원자로(TRIGA MARK-II)노심의 특정위치에서 0.5 Mev 이상의 고속중성자 스펙트럼을 발단검출기(Threshold detector)를 사용하여 실험적으로 측정하였다. 발단검출기의 실험적인 방사화자료로서 결정되는 일련의 적분방정식에 대한 근사해를 얻기 위하여 최소자승법의 개념을 이용한 급수전개법을 사용하였다. 상이한 가중함수 (weighting function)를 사용하므로서 해답에 미치는 영향을 각측정에서 분석 검토하였다. 이방법의 사용에 관련되는 수치계산을 수행하기 위하여 UNIVAC 1106전자계산기를 위한 계산코드를 준비하였다. 본 연구에서 얻은 미분적 고속중성자 스펙트럼은 독립적으로 다군 수송이론에 의하여 얻은 결과와 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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