본 논문은 항만공사용 로봇의 실린더 길이 측정을 위한 압력 옵서버 개발이다. 로봇의 유압 실린더 제어를 위해 변위 센서가 필요하며 일반적으로 LVDT, 리니어 스케일 등이 사용된다. 이러한 센서는 실린더 외부몸통에 장착되므로 건설현장과 같은 열악한 환경에서 사용할 경우 내구성이 좋지 못하다. 본 논문에서는 압력센서를 이용하여 간접적으로 실린더 길이를 측정한다. 압력센서는 유압 밸브박스 내부에 장착되어 외부충격으로부터 보호되며 방수가 용이하다. 오일을 압축성 매개체로 간주하여 실린더의 위치와 속도 함수인 동적압력 방정식을 유도하고 RLS를 이용하여 실린더가 전진, 후진 리미트에 도달할 때마다 파라미터를 갱신한다.
무선 통신 시스템에서 전력 증폭기는 신호를 원거리로 송신하기 위해 필수적인 부품이다. 일반적으로 전력증폭기는 비선형 특성을 가지고 있는 소자이며, 입력 전력이 높을수록 심한 비선형 특성을 보인다. 또한 이러한 비선형 왜곡은 신호품질을 저하시키고 인접 채널 간섭을 유발하게 된다. 전력증폭기의 비선형 특성을 선형화하기 위한 다양한 기술들이 알려져 있는데, 그 중에서 디지털 전치왜곡 방식이 디지털 신호처리를 이용하여 효과적으로 전력증폭기를 선형화 하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 전력 증폭기가 포화 영역에서 동작 할 경우 심한 비선형 왜곡의 영향으로 전력증폭기의 선형화가 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 논문에서는 포화 영역에서 디지털 전치왜곡 성능개선을 다루는데, 계수를 구하는 적응형 알고리즘에서 왜곡이 심한 포화영역의 입력 신호에서는 적응형 알고리즘을 동작시키지 않고 비포화 영역의 신호에서는 알고리즘을 동작시킴으로써 전치왜곡의 성능을 개선하는 방안을 제안한다. 제안하는 알고리즘을 검증하기 위해 MATLAB을 사용하여 컴퓨터 모의실험을 수행하였고, 기존의 디지털 전치왜곡 방식과의 비교 분석도 수행하였다.
In vitro true digestibility of cup-plant (Silphium perfoliatum L.) is higher than other alternative forages and comparative to alfalfa (Medicago sativa L.) even at the high neutral detergent fiber (NDF) concentration. This study was conducted to determine whether the digestion kinetic parameters of cup-plant could explain high in vitro true digestibility of cup-plant at the several NDF levels. Cup-plant and alfalfa were both collected in Arlington and Lancaster, Wisconsin to meet the NDF content within 40 to 50% range. The collected samples were incubated with rumen juice to investigate the digestion kinetics at 3, 6, 9, 14, 20, 28, 36, 48, and 72 h. Kinetics was estimated by the model $R=D_0\;e-k(t-L)+U$ where R is residue remaining at time t, and $D_0$ is digestible fraction, k is digestion rate constant, L is discrete lag time, and U is indigestible fraction. Parameters of the model were estimated by the direct nonlinear least squares (DNLS) method. Digestion rate and potential extent of digestion were not statistically different in either forage. However, alfalfa had shorter lag time (p<0.05). The indigestible fraction increased with maturation in alfalfa and in cup-plant (p<0.05). The ratio of indigestible fraction to acid detergent lignin (ADL) was higher in cup-plant than in alfalfa (p<0.05). From the results, alfalfa is probably digested more rapidly than cup-plant, however, cup-plant maintains higher digestibility with maturation due to a relatively slower increase of indigestible fraction in NDF.
Kar, Arkamitra;Ray, Indrajit;Halabe, Udaya B.;Unnikrishnan, Avinash;Dawson-Andoh, Ben
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제8권3호
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pp.213-228
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2014
Alkali-activated binder (AAB) is recently being considered as a sustainable alternative to portland cement (PC) due to its low carbon dioxide emission and diversion of industrial wastes and by-products such as fly ash and slag from landfills. In order to comprehend the behavior of AAB, detailed knowledge on relations between microstructure and mechanical properties are important. To address the issue, a new approach to characterize hardened pastes of AAB containing fly ash as well as those containing fly ash and slag was adopted using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectra microanalyses. The volume stoichiometries of the alkali activation reactions were used to estimate the quantities of the sodium aluminosilicate (N-A-S-H) and calcium silicate hydrate (CSH) produced by these reactions. The 3D plots of Si/Al, Na/Al and Ca/Si atom ratios given by the microanalyses were compared with the estimated quantities of CSH(S) to successfully determine the unique chemical compositions of the N-A-S-H and CSH(S) for ten different AAB at three different curing temperatures using a constrained nonlinear least squares optimization formulation by general algebraic modeling system. The results show that the theoretical and experimental quantities of N-A-S-H and CSH(S) were in close agreement with each other. The $R^2$ values were 0.99 for both alkali-activated fly ash and alkali-activated slag binders.
Response surface methodology (RSM) was successfully applied to optimize for the production of Ganoderma lucidum in batch fermentations using the whey (40,000 mg latose/L) as substrate. This study was performed according to the central composite design (CCD) with respect to pH and temperature, where the designed intervals were 3.3$22.9^{\circ}C$$37.1^{\circ}C$, respectively. A second-order factorial design of the experiments was used to build empirical models providing a quantitative interpretation of the relationships between the two variables. The optimum conditions to maximize the production of G. lucidum were pH 4.2 and $28.3^{\circ}C$. At optimum conditions, the mycelial dry weight (MDW) and residual soluble COD (SCOD) were simultaneously used to evaluate the biokinetic coefficients assocoated with substrate inhibition model by nonlinear least squares method with 95% confidence interval. The. maximum microbial growth rates (${\mu}m$), half saturation coefficient ($K_s$), and the inhibition substrate concentration ($K_{is}$) were determined to be 0.095 l/hr, 128,000 mg SCOD/L and 49,000 mg SCOD/L, respectively. And the microbial yield coefficient (Y), biomass decay rate coefficient ($K_d$), and the maintenance energy coefficient ($m_s$) were determined to be 0.37 mg MDW/mg SCOD, 0.001 1/hr, and 0.0015 1/hr, respectively.
Vegetation canopy plays an important role in $CO_2$/$H_2$O exchange between the biosphere and the atmosphere by controlling leaf stomata. In this study, rice (Oryza sativa L.), a staple crop in Asia was investigated to formulate its single leaf model of photosynthesis and stomatal conductance. Photosynthesis and stomatal conductance were measured with a portable infrared gas analyzer system. Other plant and meteorological variables were also measured. To evaluate empirical constants in this biochemical leaf model, nonlinear least squares technique was used. The maximum catalytic activity of enzyme and the maximum rate of electron transport were $ 100\mu$㏖ $m^{-2}$$s^{-1}$ and $140 \mu$㏖ m$^{-2}$ s$^{-1}$ (@ 35$^{\circ}C$), respectively. The empirical constants, m and b, associated with stomatal conductance model were 9.7 and $0.06 m^{-2}$$s^{-1}$ , respectively. On a leaf scale, agreements between the modeled and the measured values of photosynthesis and stomatal conductance were on average within 20%, and the simulation of diurnal variation was also satisfactory On a canopy scale, the Simple Biosphere model(SiB2) was tested using the derived parameters. The modeled energy fluxes were compared against the micrometeorologically measured fluxes over a rice canopy. Agreements between the modeled and the measured values of net radiation, sensible heat and latent heat fluxes, and $CO_2$ flux (i.e., net canopy photosynthesis) were on average within 25%.
평면 삼변망의 조정에 적용되는 정밀방법은 대개 최소제곱법이 적용된다. 이미 알고 있는 방법으로써 관측 방정식이나 조건 방정식은 예외 없이 모두 비선형이다. 조건 방정식에서 보정을 위한 계수식은 매우 길고 복잡하다. 본 논문에서는 조건 방정식이 선형이고 보정계수가 매우 간단하게 계산되고 검산되어 질 수 있는 새로운 기법을 제시하였다. 본 연구에서 택한 방법에서는 삼변망의 관측거리는 잉여관측값을 갖는 형태의 것으로 간주하였다. 만약 이 잉여관측변이 관측오차를 갖는다면 완전한 망을 이루기 위해서는 기준선 방향의 영향이 다른 변의 길이에 변화를 가져오게 된다. 이 변화를 최소일의 원리를 적용하므로서 해석할 수 있었다. 이 방법에 의하여 망조정을 분석한 결과 폐합비가 약 1/145,000으로 매우 양호하여 평면 삼변망의 해석에 유용하게 이용될 수 있음을 입증하였다.
본 논문에서는 하나의 영상에서 모서리의 유형을 이용하여 실내 환경을 주행하는 로봇의 자기위치 검출방법을 제안한다. 먼저 실내공간이 가지는 기하학적 특징을 이용하여 영상 내의 평면과 벽면이 이루는 모서리의 유형과 위치와 2-D 지도 내의 코너들과의 상응관계를 분석한다. 입력된 영상에서 수직선 특징을 찾기 위한 알고리즘을 이용하여 모서리의 위치를 찾고 모서리 점의 가지를 검출하여 모서리 유형을 추정하고, 발견적 방법에 의해 영상에 나타난 모서리와 2-D 지도의 코너와의 상응관계를 찾는다. 상응된 점들로부터 원근 변환과 최소 좌승법으로 유도된 비선형 방정식의 해를 풀어서 카메라의 자기위치를 추정한다. 실험에서는 제안한 방법을 실제 복도공간을 대상으로 모서리 유형을 이용한 자기위치 검출 방법을 적용한 결과를 분석하여 제안한 방법의 유용성을 보인다.
Haptics and virtual reality are rapidly growing technologies in medical fields. Physicians and nurses can benefit from medical simulation via training and acquire surgical and clinical techniques. In this paper, the research on needle insertion force of biological tissue for haptic based intravenous injection simulator was carried out. We built the setup for needle insertion (intravenous injection) experiments and performed the experiments on live pigs. The force responses against needle insertion were measured using the experimental setup. In addition, the modeling of needle insertion force was carried out with the experimental results and numerical models via nonlinear least-squares method. The results presented in this paper indicate that the developed models can be applied not only to estimate the force feedback during intravenous injection procedure but also to improve the overall training quality of the medical simulator.
본 연구는 당뇨병 진단방법의 개선을 위하여 채혈을 직접적으로 하지 않고 혈당을 측정할 수 있도록 하기 위하여 근적외선 분광법을 적용하였다. 본 연구를 위하여 근적외선 분광법을 이용하여 1 mg/dL에서 200 mg/dL 사이의 표준 시료 80개 글루코오스 흡수 스팩트럼을 측정하고 이를 정량하여 표준 농도와의 상관관계를 비교하였을 때 1.8 mg/dL 오차범위에서 매우 우수하였다. 그리고 실제 혈액중에 존재할 수 있는 전해질 및 피부에 의한 산란의 영향을 연구하였을 때 모두 2.8 mg/dL 및 3.8 mg/dL의 표준오차를 나타내었다. 특히 실제 피부에 적용하기 위하여 검량곡선에 비직선성을 유발하는 빛의 산란 현상에 관한 모델링을 통하여 정확도를 향상시키는 통계적인 방법을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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