In this paper, measuring system of 5 DOF motion errors are proposed using two capacitive type sensor, a straight edge and a laser interfoerometer. Yawing error and pitching error are measured using the laser interferometer, and rolling error is measured by the reversal method using a capacitive type sensor. Linear motion errors of horizontal and vertical direction are measured using the sequential two point method. In this case, influence of angular motion errors is compensated using the previously measured angular motion errors. In the horizontal direction, measuring accuracy is within 0.05 $\mu$m and 0.27 arcsec, and in the vertical direction, it is within 0.15 $\mu$m and 0.5 arcsec. From these results, it is confirmed that the proposed measureing system is very effective to the measurement of 5 DOF motion errors in the ultra precision feed tables.
This paper presents the thermal characteristic analysis of a high-speed horizontal machining center with spindle speed of 50,000rpm and feedrate of 120m/fin. The spindle system is designed based on the built-in motor, angular contact ceramic ball bearings, oil-air lubrication and oil-jacket cooling method. The X-axis and Y-axis feeding systems are composed of the linear motors and linear motion guides, and the Z-axis feeding system is composed of the servo-motor, ball screw and linear motion guides. The thermal characteristics such as the temperature distribution, temperature rise, thermal deformation and step response, are estimated based on the finite element model of machining center and the heat generation rates of heat sources related to the machine operation conditions. Especially, the thermal time constant assessed from the step response function is introduced as an index of thermal response characteristics.
This paper presents the thermal characteristic analysis of a high-speed horizontal machining center with spindle speed of 50,000rpm and feedrate of 120m/min. The spindle system is designed based on the built-in motor, angular contact ceramic ball bearings, oil-air lubrication and oil-jacket cooling method. The X-axis and Y-axis feeding systems are composed of the linear motors and linear motion guides, and the Z-axis feeding system is composed of the servo-motor, ball screw and linear motion guides. The thermal characteristics such as the temperature distribution, temperature rise, thermal deformation and step response, are estimated based on the finite element model of machining center and the heat generation rates of heat sources related to the machine operation conditions. Especially, the thermal time constant assessed from the step response function is introduced as an index of thermal response characteristics.
A formulation to perform static equilibrium and linear vibration analysis is presented in this paper. The formulation employs minimum number of equations of motion which are derived by using a partial velocity matrix. The static equilibrium analysis is performed first, then the linear vibration analysis is performed at the static equilibrium position. By using the formulation presented in this paper, static equilibrium and linear vibration analysis of a high speed electric train system are performed. A single bogie system, a power car vehicle, and a train system which consists of five vehicles are analyzed, respectively. Natural frequencies and a few lowest mode shapes of the two are identified in this paper.
This paper presents a new sensor system, CALOS, for motion estimation and 3D reconstruction. The 2D laser sensor provides accurate depth information of a plane, not the whole 3D structure. On the contrary, the CCD cameras provide the projected image of whole 3D scene, not the depth of the scene. To overcome the limitations, we combine these two types of sensors, the laser sensor and the CCD cameras. We develop a motion estimation scheme appropriate for this sensor system. In the proposed scheme, the motion between two frames is estimated by using three points among the scan data and their corresponding image points, and refined by non-linear optimization. We validate the accuracy of the proposed method by 3D reconstruction using real images. The results show that the proposed system can be a practical solution for motion estimation as well as for 3D reconstruction.
In order to develop navigation systems, simulators that provide navigation sensors data are required. A trajectory generator that simulates vehicle motion is needed to generate navigation sensors data in the simulator. In this paper, a trajectory generator for evaluating navigation system performance is proposed. The proposed trajectory generator consists of two parts. The first part obtains parameters from the motion scenario file whereas the second part generates position, velocity, and attitude from the parameters. In the proposed trajectory generator six degrees of freedom, halt, climb, turn, accel turn, spiral, combined, and waypoint motions are given as basic motions with parameters. These motions can be combined to generate complex trajectories of the vehicle. Maximum acceleration and jerk for linear motion and maximum angular acceleration and velocity for rotational motion are considered to generate trajectories. In order to show the usefulness of the proposed trajectory generator, trajectories were generated from motion scenario files and the results were observed. The results show that the proposed trajectory generator can accurately simulate complex vehicle motions that can be used to evaluate navigation system performance.
This paper proposes a new linear recursive target state estimator for automotive collision warning system. The target motion is modeled in Cartesian coordinate system while the radar measurements such as range, line-of-sight angle and range rate are obtained in polar coordinate system. To solve the problem by nonlinear relation between these two coordinate system, a practical linear filter design scheme employing the predicted line-of-sight Cartesian coordinate system (PLCCS) is proposed. Especially, PLCCS can effectively incorporate range rate measurements into target tracking system. It is known that the utilization of range rate measurements enables the improvement of target tracking performance. Moreover, PLCCS based target tracking system is implemented by linear recursive filter structure and hence is more suitable scheme for the development of reliable collision warning system. The performance of the proposed method is demonstrated by computer simulations.
An, Sang-Back;Kim, Young-Bok;Kang, Gi-Bong;Zhai, Guisheng
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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pp.1404-1409
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2003
The sway control problem of the pendulum motion of the container crane hanging on the trolley, which transports containers from the container ship to the truck, is considered in this paper. In the container crane control problem, the main issue is to suppress the residual swing motion of the container at the end of the acceleration, deceleration or the case of that the unexpected disturbance input exists. For this problem, in general, the trolley motion control strategy is introduced and applied to real plants. In this paper, we suggest a new type of swing motion control system for a crane system in which a small auxiliary mass is installed on the spreader. The actuator reacting against the auxiliary mass applies inertial control forces to the spreader of the container crane to reduce the swing motion in the desired manner. In this paper, we consider that the length of the rope varies is we design the anti-sway control system based on LMI(linear matrix inequality) approach. And, it will be shown that the proposed control strategy is useful and it can be easily applicable to the real world. So, in this study, we investigate usefulness of the proposed anti-sway system and evaluate system performance from simulation and experimental studies.
in this paper a dolphin-fender moored pontoon-type floating structure in shallow water depth is studied focusing on mooring force. The pontoon-type floating structure is 500m long, 300m wide. The structure has partially non-uniform drafts of 2.0m and 3.0m. The employed mooring system is a guyed frame type dolphin-fender system. The 1/125 scale model fender system is made of rubber tube to have hi-linear load deflection characteristics. A series of model tests has been conducted focusing on motion and fender force responses in regular and irregular waves at KRISO's ocean engineering basin Non-linear numerical simulation of fender reaction force has been carried out and the results are compared with those of model tests. The simulated rigid body motion and mooring forces also have been compared with the test results.
In this study, vibration analysis of fluid conveying microbeams under non-ideal boundary conditions (BCs) is performed. The objective of the present paper is to describe the effects of non-ideal BCs on linear vibrations of fluid conveying microbeams. Non-ideal BCs are modeled as a linear combination of ideal clamped and ideal simply supported boundary conditions by using the weighting factor (k). Non-ideal clamped and non-ideal simply supported beams are both considered to show the effects of BCs. Equations of motion of the beam under the effect of moving fluid are obtained by using Hamilton principle. Method of multiple scales which is one of the perturbation techniques is applied to the governing linear equation of motion. Approximate solutions of the linear equation are obtained and the effects of system parameters and non-ideal BCs on natural frequencies are presented. Results indicate that, natural frequencies of fluid conveying microbeam changed significantly by varying the weighting factor k. This change is more remarkable for clamped microbeams rather than simply supported ones.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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