• 제목/요약/키워드: Numerical inversion method

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역학을 이용한 탄성 로보트 아암의 선단 위치 제어 기어에 대한 연구 (A Study on the Position Control Improvement of Flexible Robot Arm by Inverse Dynamics)

  • 방두열;이성철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.9-13
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    • 1997
  • This parer is a study on the inverse dynamics of a one-link flexible robot arm which is controlled by translational base motion. The system is composed of a flexible arm, a base for driving arm, a DC servomotor, and a computer. The arm base is moved so that the arm tip follows a desired function. The governing equations are based on the Bernoullie-Euler beam theory and solved by applying the Laplace transform method and then the numerical inversion method. Moter voltage is obtained by simulation for tip trajectory functions i. e. Bang-Bang, Cosine and Gauss Function. And, the tip motion is measured while simulation results are applying. Then the results are investigated to select most proper input and to compare their chateristics. Experimental results show the Cosine function is most proper with respect to low maximum voltage and steady state error.

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End-point positioning of one-link flexible arm under translational motion

  • Lee, Seong-Cheol;Chonan, Seiji;Inooka, Hikaru
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1990년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 26-27 Oct. 1990
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    • pp.890-895
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    • 1990
  • A theoretical and experimental study of a single link flexible arm a tip mass is presented for the translational end-point positioning. The problem of shifting the end-point from its initial position to the commanded position by the amount of W $_{d}$ is considered for the open loop control such that the base follows up the given path function. The theoretical results are obtained by applying the method of the Laplace transform to the governing equation, and the solution is calculated by the method of numerical inversion. Experimental results are obtained and compared with the theoretical ones.s.

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선단 부하를 갖는 병진운동 단일 링크 탄성암 선단의 closed-loop 제어

  • 정훈;이성철
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1992년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.185-189
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    • 1992
  • This paper prsents an end-point control of a one-link flexible arm with a payload by using closed loop control. Tip position of arm is shifted by the base motion according to DC servomotor, whivh is driven by a feedback signal composed of the tip displacement and the estimated tip velocity. The shifting problem of the arm from initial position to desired position is considered by the variation of the displacement gain Gd and velocity agin Gv. Theoretical results are obtained by applying the method of the Laplace transform to the governing equations and the method of numerical inversion. This system is composed of a flexible arm with payload, DC servomotor, and a ballscrew mechanism. The flexible arm is mounted on a mobile stage driven by a servomotor and ballscrew. In controlling the tip displacement of flexible arm, the fundamental bode vibration is supressed more rapidly with an increase of the velocity feedback gain Gv and the feedback displacemenmt gain Gd. Theretical responses are approximately in good agreement with those obtained experimentally.

역동역학에 의한 병진운동 탄성 Arm 선단의 위치제어 (The End-Point Position Control of a Translational Flexible Arm by Inverse Dynamics)

  • 이성철;방두열
    • 한국정밀공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.136-146
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    • 1992
  • This paper provides the end-point positioning of a single-link flexible robot arm by inverse dynamics. The system is composed of a flexible arm, the mobile ballscrew stage as an arm base, a DC servomotor as an actuator, and a computer. Actuator voltages required for the model of a flexible arm to follow a given tip trajectory are formulated on the basis of the Bermoullie-Euler beam theory and solved by applying the Laplace transform method, and computed by the numerical inversion method proposed by Weeks. The mobile stage as the arm base is shifted so that the end-point follows the desired trajectories. Then the trajectory of end-point is measured by the laser displacement sensor. Here, two kinds of functions are chosen for the given tip trajectories. One is what is called the bang-bang acceleration profile and the other is the Gaussian velocity profile.

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Computationally efficient variational Bayesian method for PAPR reduction in multiuser MIMO-OFDM systems

  • Singh, Davinder;Sarin, Rakesh Kumar
    • ETRI Journal
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    • 제41권3호
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    • pp.298-307
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    • 2019
  • This paper investigates the use of the inverse-free sparse Bayesian learning (SBL) approach for peak-to-average power ratio (PAPR) reduction in orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)-based multiuser massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems. The Bayesian inference method employs a truncated Gaussian mixture prior for the sought-after low-PAPR signal. To learn the prior signal, associated hyperparameters and underlying statistical parameters, we use the variational expectation-maximization (EM) iterative algorithm. The matrix inversion involved in the expectation step (E-step) is averted by invoking a relaxed evidence lower bound (relaxed-ELBO). The resulting inverse-free SBL algorithm has a much lower complexity than the standard SBL algorithm. Numerical experiments confirm the substantial improvement over existing methods in terms of PAPR reduction for different MIMO configurations.

전기비저항탐사에 의한 제당의 누수구간 탐지 (Delineation of water seepage in earth-fill embankments by electrical resistivity method)

  • 정승환;김정호;양재만;한규언;김영웅
    • 지질공학
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    • 제2권1호
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    • pp.47-57
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    • 1992
  • 파쇄대 및 균열대를 따라 비교적 심부에 분포하는 우리나라 암반 지하수 탐지를 위한 효과적인 물리탐사방법과 농업용 제당의 누수구간 탐지를 위한 소위 비파괴적 탐지방법의 개발을 위한 연구를 실시하였다. 이를 위해 종래 사용하던 1차원적인 수직 비저항탐사(Vertical electrical sounding)보다 2차원적인 수평-수직 탐사를 동시에 수행할 수 있는 쌍극자 비저항배역(dipole-dipole array)탐사법을 이용하는 야외탐사방법의 확립과 획득된 자료의 정량해석을 위한 computer program을 개발하였다. 본 연구에서는 쌍극자배열탐사법과 정량해석 program의 효율성을 검증하기 위해 이미 지질 및 시추조사가 종료된 두 곳의 누수 제당에 대하여 야외탐사를 하였다. 야외조사를 통해 획득된 자료들에 대하여 본 연구를 통해 개발된 program을 활용하였던바, 제당누수구간 및 파쇄대 내지는 단층대내에 발달되는 암반지하수 탐지에 효율적임이 입증되었다. 본 연구에서는 개발된 쌍극자 비저항탐사법과 해석 program은 암반지하수 탐지는 물론 누수제당의 누수구간 탐지 및 안전성 진단 등에 적극 활용할 수 있으리라 판단된다.

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심부 퇴적층 탐사를 위한 수신함수와 표면파 위상속도를 이용한 다측점 자료의 복합 역산 (Multi-station joint inversion of receiver function and surface-wave phase velocity data for exploration of deep sedimentary layers)

  • ;산중 호명
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권1호
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    • pp.19-28
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    • 2007
  • 이 연구에서는 심부 퇴적층의 S-파 속도구조 추정을 위하여 여러 지점에서 획득된 수신함수와 표면파 위상속도 자료를 이용하는 유전자 알고리즘 기반 복합 역산기법을 제안하였다. 이 방법은 서로 다른 지점에서 획득된 자료를 동시에 역산하기 위해, 역산대상 지역 내 모든 측점 상부의 지층 물성 - 특히 S-파 속도 -이 균열하다고 가정하는 방식으로 역산대상 지역 상부층의 층서적 연속성을 고려한다. 인공합성 자료를 이용한 수치실험 결과, 본 방법은 제한된 주기대역을 가지는 표면파 위상속도 자료만을 모델링 할 때 발생하는 심부 지층 물성정보에 대한 불확실성을 효과적으로 줄일 수 있음을 보여주었다. 또한 본 연구에서는 한 지점에서 획득된 지진파 기록으로부터 구해진 수선함수와, 일본 동경 중부지역에서 수행된 미소진동탐사로부터 획득된 두 개의 레일리파 위상속도 자료에 대해 제안된 기법을 적용하였다. 그 결과, 추정된 지하 구조는 선행된 탄성파 굴절법 탐사와 심부 시추공 자료와 잘 일치하는 양상을 보여주었다. 이러한 측면에서, 제안된 방법은 수신함수만을, 흑은 표면파 위상속도 자료만을 이용하는 개별역산에 비해 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 모델을 제공하는 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

지반의 전단파 속도 도출을 위한 SPT 업홀 기법의 확립 및 검증 (Establishment and Verification of SPT-uphole method for Evaluating Shearwave Velocity of a site)

  • 방은석;김정호;서원석;김동수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.142-152
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    • 2008
  • SPT-Uphole method was introduced for the evaluation of near subsurface shear wave velocity (Vs) profile. In SPT-Uphole method, SPT (Standard Penetration Test) which is common in geotechnical site investigation was used as a source and several surface geophones in line were used as receivers. 1D shearwave velocity profile can be obtained in the manner of downhole method, Vs distribution map which is the triangular shape around the boring point can be developed by tomography inversion. To obtain the exact travel time information of shear wave component, a procedure using the magnitude summation of vertical and horizontal components was used based on the evaluation of particle motion at the surface. It was verified that proposed method could give reliable Vs distribution map through the numerical study using the FEM (Finite Element Method) model. Finally, SPT-Uphole method was performed and the feasibility of proposed method was verified in the field.

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추계학적 지진동모델에 기반한 2D Q 토모그래피 수치모델 역산 (Numerical Test for the 2D Q Tomography Inversion Based on the Stochastic Ground-motion Model)

  • 연관희;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권3호
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    • pp.191-202
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    • 2007
  • 한반도 남부지역의 세부적인 지진파 감쇠특성 규명을 위해, 기존에는 적용이 불가능하였던 Q 토모그래피 역산을 위한 사전 수치검증 연구를 수행하였다. 특히 강지진동모사를 위해 일반적으로 사용되고 있는 추계학적 점지진원 지진동 모델(stochastic point-source ground-motion model; Boore, 2003)에서 사용되는 Q 값에 대한 2차원(2D; 2 Dimensional) 토모그래피 역산을 시도함으로써 역산 결과가 강지진동모사에 직접 활용될 수 있도록 하였다. 수치검증 방법으로는 Q 토모그래피 checkerboard 시험방법이 사용되었는데, 이를 위해 광역 단일 Q 모델의 추계학적 지진동모델 파라미터 역산결과의 지진원과 부지효과 모델 파라미터 값을 이용해서 관측자료와 지진규모-거리-주파수-오차 분포가 동일한 스펙트럼 합성자료를 생성하였다. 수치검증을 위한 Q 블록 격자의 총 개수는 75개(내륙지역=69개(약 $35{\times}44km^2$의 격자크기); 해양지역=6개)로 설정하였으며, $Q_0f^{\eta}$ 함수형태의 Q 블록 값은 $Q_0$=100, 500, ${\eta}=0.0{\sim}1.0$의 분포를 갖도록 하고, 파선의 깊이는 별도로 고려하지 않았다. 스펙트럼 합성자료 생성에 이용된 모델파라미터의 정해와 모델파라미터의 역산결과를 비교하기 위한 checkerboard 수치검증은 3단계에 걸쳐 수행되었는데, 1단계는 블록별 Q의 초기값 추정 단계이며, 2단계는 관측소별 부지증폭함수를 추정하는 단계, 마지막 3단계에서는 최종적인 Q를 도출하는 단계이다. 관측소별 부지증폭함수의 초기 추정값으로는 기 분류된 관측소 등급에 대한 평균 부지증폭함수(연관희, 서정희, 2007)가 사용되었으며, 3단계의 checkerboard 수치검증 결과 최종적으로 추정된 부지효과 모델에는 오차가 발생하였으나 블록별 Q의 정해는 만족할 정도로 추정할 수 있었다.

A new method solving the temperature field of concrete around cooling pipes

  • Zhu, Zhenyang;Qiang, Sheng;Chen, Weimin
    • Computers and Concrete
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    • 제11권5호
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    • pp.441-462
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    • 2013
  • When using the conventional finite element method, a great number of grid nodes are necessary to describe the large and uneven temperature gradients in the concrete around cooling pipes when calculating the temperature field of mass concrete with cooling pipes. In this paper, the temperature gradient properties of the concrete around a pipe were studied. A new calculation method was developed based on these properties and an explicit iterative algorithm. With a small number of grid nodes, both the temperature distribution along the cooling pipe and the temperature field of the concrete around the water pipe can be correctly calculated with this new method. In conventional computing models, the cooling pipes are regarded as the third boundary condition when solving a model of concrete with plastic pipes, which is an approximate way. At the same time, the corresponding parameters have to be got by expensive experiments and inversion. But in the proposed method, the boundary condition is described strictly, and thus is more reliable and economical. And numerical examples were used to illustrate that this method is accurate, efficient and applicable to the actual engineering.