Dengzhuo Zhang;Min Li;Tongbao Zhu;Lan Qin;Jingcheng Liu;Jun Liu
Smart Structures and Systems
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제32권2호
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pp.101-109
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2023
In order to improve the measurement accuracy of the 6-dimensional accelerometer, the cross coupling compensation method of the accelerometer needs to be studied. In this paper, the non-linear error caused by cross coupling of piezoelectric six-dimensional accelerometer is compensated online. The cross coupling filter is obtained by analyzing the cross coupling principle of a piezoelectric six-dimensional accelerometer. Linear and non-linear fitting methods are designed. A two-level calibration hybrid compensation algorithm is proposed. An experimental prototype of a piezoelectric six-dimensional accelerometer is fabricated. Calibration and test experiments of accelerometer were carried out. The measured results show that the average non-linearity of the proposed algorithm is 2.2628% lower than that of the least square method, the solution time is 0.019382 seconds, and the proposed algorithm can realize the real-time measurement in six dimensions while improving the measurement accuracy. The proposed algorithm combines real-time and high precision. The research results provide theoretical and technical support for the calibration method and online compensation technology of the 6-dimensional accelerometer.
The difficulties of satellite vibration testing are due to the commonly expressed qualification requirements being incompatible with the limited performance of the entire controlled system (satellite + interface + shaker + controller). Two features cause the problem: firstly, the main satellite modes (i.e., the first structural mode and the high and low tank modes) are very weakly damped; secondly, the controller is just too basic to achieve the expected performance in such cases. The combination of these two issues results in oscillations around the notching levels and high amplitude beating immediately after the mode. The beating overshoots are a major risk source because they can result in the test being aborted if the qualification upper limit is exceeded. Although the abort is, in itself, a safety measure protecting the tested satellite, it increases the risk of structural fatigue, firstly because the abort threshold has been already reached, and secondly, because the test must restart at the same close-resonance frequency and remain there until the qualification level is reached and the sweep frequency can continue. The beat minimum relates only to small successive frequency ranges in which the qualification level is not reached. Although they are less problematic because they do not cause an inadvertent test shutdown, such situations inevitably result in waiver requests from the client. A controlled-system analysis indicates an operating principle that cannot provide sufficient stability: the drive calculation (which controls the process) simply multiplies the frequency reference (usually called cola) and a function of the following setpoint, the ratio between the amplitude already reached and the previous setpoint, and the compression factor. This function value changes at each cola interval, but it never takes into account the sensor signal phase. Because of these limitations, we firstly examined whether it was possible to empirically determine, using a series of tests with a very simple dummy, a controller setting process that significantly improves the results. As the attempt failed, we have performed simulations seeking an optimum adjustment by finding the Least Mean Square of the difference between the reference and response signal. The simulations showed a significant improvement during the notch beat and a small reduction in the beat amplitude. However, the small improvement in this process was not useful because it highlighted the need to change the reference at each cola interval, sometimes with instructions almost twice the qualification level. Another uncertainty regarding the consequences of such an approach involves the impact of differences between the estimated model (used in the simulation) and the actual system. As limitations in the current controller were identified in different approaches, we considered the feasibility of a new controller that takes into account an estimated single-input multi-output (SIMO) model. Its parameters were estimated from a very low-level throughput. Against this backdrop, we analyzed the feasibility of an LQG control in cancelling beating, and this article highlights the relevance of such an approach.
기상 자료와 토양 수리 특성을 입력하여 토양수분의 수직 이동 및 분포를 예측할 수 있는 수치모형을 개발하고, 이 모형을 검정하기 위해 중동사양토를 대상으로 추정한 결과와 중성자 산란법에 의해 측정한 수분단면을 비교하였다. 이 모형에서 토양수분 포텐셜을 기준으로 한 Richards 방정식의 해를 predictor-corrector 격자에 투영한 음함수 유한차분법에 의해 구하였다. 이 모형에서는 토양단면의 수리특성은 균질하고, 토양수분은 등온적으로 흐르고, 수분이력현상은 고려하지 않고, 수증기 및 열 이동은 일어나지 않고, 빗물은 토양 단면에 부분 치환원리에 의해 분배된다고 가정하였다. 이 모형의 입력 자료는 크게 강우량, 최고 및 최저 기온, 상대습도 및 일사량의 일일 기상자료와 불포화 수리전도도 및 수분보유 특성 함수를 추정하기 위한 토양 수리 자료로 구분하였다. Chebyshev 다항식과 최소 자승차를 이용하여 추정한 토양 수리 다항식은 입력 자료와 매우 잘 일치하였다. 다양한 지표 및 하부 경계조건에서 53일 동안 상대적으로 시간증가분을 크게 하여 추정한 Richards 방정식의 해인 토양수분 수직 단면은 지표 10 cm를 제외하고는 중성자 산란법에 의해 측정한 결과와 잘 일치하였다.
인간은 태어나면서부터 모든 사물을 보고 다루는데 있어서 경험하고 교육을 받게 된다. 이러한 형태와 색채로 구성된 사물에 대한 경험과 교육은 인간이 성인이 될 때까지 그 사람의 인성과 감성 및 체질을 형성시켜 주는데 큰 영향을 주게된다. 이처럼 모든 사물은 인간이 유아에서 성년에 이르기까지 시공간에 함께 존재해 왔다는 것을 생각해 볼 때, 그것이 한 인간을 어떻게 형성시킬 수 있는가 또는, 어떻게 변화시킬 수 있는가를 미루어 짐작할 수 있다. 인간은 모든 사물로부터 주로 형태 감, 색감을 느끼게 되는데, 이러한 느낌은 개인의 생활환경 및 경험, 교육, 연령, 직업 등에 따라서 차이가 있을 수 있겠지만, 일정한 사람들이 공통적으로 선호하는 어떠한 사물의 형태와 색채가 있는 것부터 내재된 근본적인 형태 감, 색감을 가지고 있음을 알 수 있다. 만약 어떤 사람이 자신이 원하지 않는 즉, 자신의 형태 감과 색감에서 벗어난 어떤 사물을 접했다고 가정해 보자. 적어도 이 사람은 무의식 중에라도 이 사물을 멀리하게 될 것이다. 아마도 형태와 색채를 다루는 모든 행위는 인간에게 가장 적합한 형태와 색채를 실현시킴으로써 미적인 욕구를 충족시키는 것이 될 것이다. 본 연 구는 인간이 근원적으로 갖고 있는 형태 감과 색채감에 대한 인식과 어떠한 형태 와 색채가 인간에 어떻게 심리적, 신체적으로 영향을 주느냐에 대한 내용과 사용자에게 보다 심리적, 신체적으로 유익하게 유효 적절한 형태와 색채를 제공하기 위한 감성측정 접근 방법의 모색을 과제로 삼았다. 연구결과 인간이 지니고 있는 근본적인 형태 감과 색채감은 인간 개개인의 심리와 인체의 상태에 따라 다르게 나타나고 있음과 주위의 환경요건 즉, 구체적으로 형태와 색채가 변화됨에 따라 인간의 심리와 인체가 어떻게 변화되는가 대한 원리를 음양오행 사상의 관련이론을 통해 인식하고 설문방식을 통하여 본 이론의 실제성을 확인해 보았다. 끝으로, 본 연구에서 제시한 이론은 더욱 체계화되고 심화될 때 인간에게 보다 유익하고, 유효 적절한 형태와 색채의 사물을 실현시키는데 있어서 기초적인 자세로서 활용될 수 있을 것으로 예상된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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