• 제목/요약/키워드: Lagrange

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파랑 에너지 감쇠가 있는 경우의 선형천수방정식 (Linear Shallow Water Equations for Waves with Damping)

  • 정태화;이창훈
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.10-15
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    • 2012
  • 선형의 천수방정식을 이용하여 에너지 감쇠가 있는 경우의 파랑특성을 분석하였다. 기하광학기법을 이용하여 위상속도 및 에너지속도를 이론적으로 유도하였으며 수치모형을 통하여 검증하였다. 에너지감쇠가 있는 경우 파고, 위상속도, 에너지속도 모두 변하면서 파랑변형에 영향을 끼쳤다. Euler 의 접근법에 의하여 복소수 형태의 파수를 사용할 경우 에너지 감쇠가 클수록 위상속도는 감소하는 반면에 에너지속도는 위상속도보다 큰 값을 가지면서 꾸준히 증가하는 결과가 나왔다. Lagrange의 접근법에 의하여 복소수 형태의 각주파수를 사용할 경우 에너지 감쇠가 발생하는 파군이 에너지속도로 전파하는 사실을 확인할 수 있었다. 또한 파랑의 천수와 굴절이 발생하는 경우 두 경우 다 에너지속도의 영향을 받는 것을 이론으로 발견하였고, 경사면 위로 파랑이 전파하는 경우 이 사실을 수치실험으로 확인하였다.

Moving Mass Actuated Reentry Vehicle Control Based on Trajectory Linearization

  • Su, Xiao-Long;Yu, Jian-Qiao;Wang, Ya-Fei;Wang, Lin-lin
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제14권3호
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    • pp.247-255
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    • 2013
  • The flight control of re-entry vehicles poses a challenge to conventional gain-scheduled flight controllers due to the widely spread aerodynamic coefficients. In addition, a wide range of uncertainties in disturbances must be accommodated by the control system. This paper presents the design of a roll channel controller for a non-axisymmetric reentry vehicle model using the trajectory linearization control (TLC) method. The dynamic equations of a moving mass system and roll control model are established using the Lagrange method. Nonlinear tracking and decoupling control by trajectory linearization can be viewed as the ideal gain-scheduling controller designed at every point along the flight trajectory. It provides robust stability and performance at all stages of the flight without adjusting controller gains. It is this "plug-and-play" feature that is highly preferred for developing, testing and routine operating of the re-entry vehicles. Although the controller is designed only for nominal aerodynamic coefficients, excellent performance is verified by simulation for wind disturbances and variations from -30% to +30% of the aerodynamic coefficients.

분포하중(分布荷重)을 받는 구형판(矩形板)의 탄성해석(彈性解析) (Analysis of Rectangular Plates under Distributed Loads of Various Intensity with Interior Supports at Arbitrary Positions)

  • 장석윤
    • 대한조선학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.17-23
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    • 1976
  • Some methods of analysis of rectangular plates under distributed load of various intensity with interior supports are presented herein. Analysis of many structures such as bottom, side shell, and deck plate of ship hull and flat slab, with or without internal supports, Floor systems of bridges, included crthotropic bridges is a problem of plate with elastic supports or continuous edges. When the four edges of rectangular plate is simply supported, the double Fourier series solution developed by Navier can represent an exact result of this problem. If two opposite edges are simply supported, Levy's method is available to give an "exact" solution. When the loading condition and supporting condition of a plate does not fall into these cases, no simple analytic method seems to be feasible. Analysis of a simply supported rectangular plate under irregularly distributed loads of various intensity with internal supports is carried out by applying Navier solution well as the "Principle of Superposition." Finite difference technique is used to solve plates under irregularly distributed loads of various intensity with internal supports and with various boundary conditions. When finite difference technique is applied to the Lagrange's plate bending equation, any of fourth order derivative term in this equation produces at least five pivotal points leading to some troubles when the resulting linear algebraic equations are to be solved. This problem was solved by reducing the order of the derivatives to two: the fourth order partial differential equation with one dependent variable, namely deflection, is changed to an equivalent pair of second order partial differential equations with two dependent variables. Finite difference technique is then applied to transform these equations to a set of simultaneous linear algebraic equations. Principle of Superposition is then applied to handle the problems caused by concentrated loads and interior supports. This method can be used for the cases of plates under irregularly distributed loads of various intensity with arbitrary conditions such as elastic supports, or continuous edges with or without interior supports, and this method can also be solve the influence values of deflection, moment and etc. at arbitrary position of plates under the live load.

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비정상 상태 탐지 문제를 위한 서포트벡터 학습 (Support Vector Learning for Abnormality Detection Problems)

  • 박주영;임채환
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.266-274
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    • 2003
  • 본 논문은 비정상 상태 탐지 문제를 위한 점증적 서포트 벡터 학습을 다룬다. 비정상상태 탐지를 위한 서포트 벡터 학습 중 가장 잘 알려진 기법 중 하나는 SVDD(support vector data description)인데, 이 기법은 정상적인 데이터의 집합을 모든 가능한 비정상 개체로부터 구분하기 위하여 커널 특징공간(kernel feature space) 위에서 정의되는 볼(ball)을 이용하는 전략을 추구한다. 본 논문의 주된 관심사는 최적해와 점증적으로 주어지는 학습 데이터의 상관관계를 이용하는 방향으로 SVDD 기법을 수정하는 것이다. 본 논문에서는, 기존의 SVDD 기법을 상세히 복습한 후에, 라그랑제 쌍대 문제(Largrange dual problem)에 관한 관찰을 바탕으로 최적 해를 찾기 위한 점증적 풀이 기법을 제시한다. 그리고, 제시된 점증적 방법론의 적용 가능성이 예제를 통하여 보여진다.

Optimum design of lead-rubber bearing system with uncertainty parameters

  • Fan, Jian;Long, Xiaohong;Zhang, Yanping
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제56권6호
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    • pp.959-982
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    • 2015
  • In this study, a non-stationary random earthquake Clough-Penzien model is used to describe earthquake ground motion. Using stochastic direct integration in combination with an equivalent linear method, a solution is established to describe the non-stationary response of lead-rubber bearing (LRB) system to a stochastic earthquake. Two parameters are used to develop an optimization method for bearing design: the post-yielding stiffness and the normalized yield strength of the isolation bearing. Using the minimization of the maximum energy response level of the upper structure subjected to an earthquake as an objective function, and with the constraints that the bearing failure probability is no more than 5% and the second shape factor of the bearing is less than 5, a calculation method for the two optimal design parameters is presented. In this optimization process, the radial basis function (RBF) response surface was applied, instead of the implicit objective function and constraints, and a sequential quadratic programming (SQP) algorithm was used to solve the optimization problems. By considering the uncertainties of the structural parameters and seismic ground motion input parameters for the optimization of the bearing design, convex set models (such as the interval model and ellipsoidal model) are used to describe the uncertainty parameters. Subsequently, the optimal bearing design parameters were expanded at their median values into first-order Taylor series expansions, and then, the Lagrange multipliers method was used to determine the upper and lower boundaries of the parameters. Moreover, using a calculation example, the impacts of site soil parameters, such as input peak ground acceleration, bearing diameter and rubber shore hardness on the optimization parameters, are investigated.

Low-Power and High-Efficiency Class-D Audio Amplifier Using Composite Interpolation Filter for Digital Modulators

  • Kang, Minchul;Kim, Hyungchul;Gu, Jehyeon;Lim, Wonseob;Ham, Junghyun;Jung, Hearyun;Yang, Youngoo
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권1호
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    • pp.109-116
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    • 2014
  • This paper presents a high-efficiency digital class-D audio amplifier using a composite interpolation filter for portable audio devices. The proposed audio amplifier is composed of an interpolation filter, a delta-sigma modulator, and a class-D output stage. To reduce power consumption, the designed interpolation filter has an optimized composite structure that uses a direct-form symmetric and Lagrange FIR filters. Compared to the filters with homogeneous structures, the hardware cost and complexity are reduced by about half by the optimization. The coefficients of the digital delta-sigma modulator are also optimized for low power consumption. The class-D output stage has gate driver circuits to reduce shoot-through current. The implemented class-D audio amplifier exhibited a high efficiency of 87.8 % with an output power of 57 mW at a load impedance of $16{\Omega}$ and a power supply voltage of 1.8 V. An outstanding signal-to-noise ratio of 90 dB and a total harmonic distortion plus noise of 0.03 % are achieved for a single-tone input signal with a frequency of 1 kHz.

Free vibration of a rectangular plate with an attached three-degree-of-freedom spring-mass system

  • Febbo, M.;Bambill, D.V.;Rossi, R.E.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제40권5호
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    • pp.637-654
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    • 2011
  • The present paper studies the variation of the natural frequencies and mode shapes of rectangular plates carrying a three degree-of-freedom spring-mass system (subsystem), when the subsystem changes (stiffness, mass, moment of inertia, location). An analytical approach based on Lagrange multipliers as well as a finite element formulation are employed and compared. Numerically reliable results are presented for the first time, illustrating the convenience of using the present analytical method which requires only the solution of a linear eigenvalue problem. Results obtained through the variation of the mass, stiffness and moment of inertia of the 3-DOF system can be understood under the effective mass concept or Rayleigh's statement. The analysis of frequency values of the whole system, when the 3-DOF system approaches or moves away from the center, shows that the variations depend on each particular mode of vibration. When the 3-DOF system is placed in the center of the plate, "new" modes are found to be a combination of the subsystem's modes (two rotations, traslation) and the bare plate's modes that possess the same symmetry. This situation no longer exists as the 3-DOF system moves away from the center of the plate, since different bare plate's modes enable distinct motions of the 3-DOF system contributing differently to the "new' modes as its location is modified. Also the natural frequencies of the compound system are nearly uncoupled have been calculated by means of a first order eigenvalue perturbation analysis.

복합 링크 구조 기반의 가변형 구형로봇 설계 (Design of a Transformable Spherical Robot Based on Multi-Linkage Structure)

  • 강형석;조성건;이동규;김병규
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.26-33
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    • 2017
  • 본 연구에서는 외골격 크기를 변화하여 효과적으로 구동력을 조절하고 우수한 장애물 통과능력을 가진 구형로봇을 구현하였다. 호버만구를 외골격으로 채택하고 슬라이더-크랭크 구조의 확대 수축 메커니즘을 설계하여 무선으로 로봇의 크기변화와 이동제어가 가능하도록 제어시스템을 구축하였다. 로봇의 효율적인 구동에 필요한 주요 변수를 확인하기 위하여 오일러-라그랑주 운동방정식을 세워 해석하였고, 이를 바탕으로 DC 모터를 선정하였다. 로봇의 성능을 평가하기 위해 Prototype 의 기초 구동실험을 진행함과 동시에 유한요소 해석을 통해 구조적 안정성을 보완한 최종 모델을 제작하였다. 결과적으로, 외경 기준 최대 650 mm 에서 최소 520 mm 까지 수축/팽창이 가능한 로봇이 0.85 m/s로 주행이 가능한 것을 확인하였다.

H.264 코덱을 위한 적응적 매크로블록 양자화 방법 (Adaptive Macroblock Quantization Method for H.264 Codec)

  • 박상현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.1193-1200
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    • 2010
  • 본 논문에서는 목표 비트량에 맞게 영상을 압축하는 모델 기반 매크로블록 레이어 비트율 제어 알고리즘을 제안한다. H.264 비디오 압축 표준은 다양한 압축 모드 및 최적화 방법을 사용하여 압축률을 향상 시키지만 복잡한 인코더 구조는 정확한 트래픽 제어를 어렵게 한다. 제안된 알고리즘에서는 매크로블록 단위에서 비트율과 양자화 파라미터의 관계 및 화면간 영상 변화량에 따른 MAD 값을 선형회귀분석을 통해 예측한다. 예측된 데이터를 바탕으로 각 매크로블록의 양자화 파라미터를 라그랑지 곱수 방법을 이용하여 결정한다. 이 값은 다시 한 프레임에 할당된 비트량과 발생한 비트량의 차이에 따라 수정하여 한 프레임을 압축했을 때 결과 비트량이 목표치에 근접할 수 있게 한다. 제안하는 알고리즘과 기존 알고리즘간의 비교 실험은 제안하는 알고리즘이 목표 비트량과 일치하는 결과 비트량을 생성하는 것을 보여준다.

국민건강보험공단 자료에서 비만실태 파악을 위한 이상치 진단 및 해결 (Outlier Diagnostics and Resolution to determine Obesity Status in the Korean National Health Insurance Research Database)

  • 김동욱;윤호순
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제17권9호
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    • pp.476-485
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    • 2017
  • 본 연구는 2002년에서 2013년까지 국민건강보험공단 건강검진을 받은 대상자 자료를 통해 세계비만연맹 아시아-태평양지회(WHO-WPRO)에서 정한 체질량지수(Body Mess Index, BMI)을 기준으로 총 6개의 분류(저체중, 정상, 과체중, 비만, 고도비만, 초고도비만)로 구분하여 비만의 실태를 분석하였고 그 과정에 발생하는 이상치의 문제점들을 함께 해결하여 정확한 결과를 제시하고자 하였다. 본 연구 결과에서 제시하는 중앙값 반복 보간법은 선형 보간법이나 라그랑주 보간법에서 발생하는 다중 이상치 생성 시 잘못된 결과들이 보간되는 문제를 해결할 수 있는 유용한 방법으로 평가되었고, 이를 통해 최종 생성된 자료의 연간 비만지수변화를 확인한 결과 극단적인 저체중과 비만체중이 점차 증가하고 정상체중의 빈도가 점차 줄어드는 특징을 확인하였다. 특히 여성보다는 남성이 그리고 저 연령층에서 비만의 증가추세가 급증하고 있는 상태로 분석되었다. 전체적으로 본 연구 결과를 통해 비만으로 발생하는 건강문제가 또 다른 사회적 문제로 확산되기 전에 국가적인 조치가 필요한 것을 시사하고 있다.