Rodgers, Geoffrey W.;Chase, J. Geoffrey;Corman, Sylvain
Smart Structures and Systems
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제19권5호
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pp.487-497
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2017
Semi-active devices use the building's own motion to produce resistive forces and are thus strictly dissipative and require little power. Devices that independently control the binary open/closed valve state can enable novel device hysteresis loops that were not previously possible. However, some device hysteresis loops cannot be obtained without active analog valve control allowing slower, controlled release of stored energy, and is presents an ongoing limitation in obtaining the full range of possibilities offered by these devices. This in silico study develops a proportional-derivative feedback control law using a validated nonlinear device model to track an ideal diamond-shaped force-displacement response profile using active analog valve control. It is validated by comparison to the ideal shape for both sinusoidal and random seismic input motions. Structural application specific spectral analysis compares the performance for the non-linear, actively controlled case to those obtained with an ideal, linear model to validate that the potential performance will be retained when considering realistic nonlinear behaviour and the designed valve control approach. Results show tracking of the device force-displacement loop to within 3-5% of the desired ideal curve. Valve delay, rather than control law design, is the primary limiting factor, and analysis indicates a ratio of valve delay to structural period must be 1/10 or smaller to ensure adequate tracking, relating valve performance to structural period and overall device performance under control. Overall, the results show that active analog feedback control of energy release in these devices can significantly increase the range of resetable, valve-controlled semi-active device performance and hysteresis loops, in turn increasing their performance envelop and application space.
C프로그램에서 발생할 수 있는 메모리 누수(memory leaks)를 실행 전에 찾아 주는 분석기를 제안한다. 이 분석기는 SPEC2000 벤치마크 프로그램과 여러 오픈 소스 프로그램들에 적용시킨 결과 다른 분석기에 비해 상대적으로 뛰어난 성능을 보여준다. 총 1,777 KLOC의 프로그램에서 332개의 메모리 누수 오류를 찾아냈으며 이 때 발생한 허위 경보(false positive)는 47개에 불과하다(12.4%의 허위 경보율). 이분석기는 초당720 LOC를 분석한다. 각각의 함수들이 하는 일을 요약하여 그 함수들이 불려지는 곳에서 사용함으로써 모든 함수에 대해 단 한번의 분석만을 실행한다. 각각의 함수 요약(procedural summary)은 잘 매개화 되어 함수가 불려질 때의 상황에 맞게 적용할 수 있다. 실제 프로그램들에 적용하고 피드백 받는 방법을 통해 함수가 하는 일중에 메모리 누수를 찾는데 효과적인 정보들만으로 추리는 과정을 거쳤다. 분석은 요약 해석(abstract interpretation)에 기반하였기 때문에 C의 여러 문법 구조와 순환 호출 (recursive call), 루프(loop)등은 고정점 연산(fixpoint iteration)을 통해 자연스럽게 해결한다.
새로운 개념의 인공위성 자세제어 작동기에 대한 타당성 연구를 수행하였다. 구체구동기는 단일장치로써 위성의 3축 자세제어가 가능한 구동기이며, 구체 플라이휠과 자기부상 및 회전구동을 위한 전자석으로 구성된다. 구체구동기에 대한 수학적 모델링 및 설계를 통하여 시제품을 제작하였으며, 자기부상이 적용된 조건에서 1축에 대한 구동성능 시험을 수행하였다. 구동성능은 최대속도 7,200rpm 그리고 최대토크 0.7Nm로 측정되었으며, 속도-토크 특성곡선을 이용한 개루프 속도제어를 통하여 우수한 가속 및 감속 속도제어 결과를 확인하였다. 본 구체구동기는 속도 및 토크 제어를 위한 추가적인 연구를 통하여 성능이 개선될 예정이다.
The performance characteristics of a dynamic control system are evaluated according to the transient and steady-state responses. The transient performance is the controllability of the output for the tracking of the reference or the ability to reduce or reject the effects of unwanted disturbances; alternatively, the steady-state performance is represented by the magnitude of the control error at the steady state. As the effects of the two performances on each other are reciprocal, a controller design that shows a zero steady-state error for the ramp input is uncommon because of the challenge regarding the achievement of an acceptable transient response. This paper proposes a PI+double-integral controller for the elimination of the steady-state error for the ramp input while a sound transient performance is maintained. The control-gain design procedure is described by the second-order response for the step input and the response of the error dynamics for the ramp input. The PI+double-integral controller is designed for the first-order transfer function that is derived from a system identification with the open-loop experiment data of the dc-motor. The simple structure of the proposed controller enables the adoption of a low-end microcontroller for the implementation of a real-time control. The experiment results show that the control performance is as effective as that of the simulation analysis for the operating point of linear system; furthermore, the PI+double-integral controller can be conveniently applied to the control system, which is desirable for the improvement of the steady-state error.
A SCARA type direct drive robot which can be used in the assembly operation was designed and manufactured. Graphite fiber epoxy composite material was used in the fabrication of the robot arm structure in order to improve the speed of the robot arm with a high damping effect. For model-based control and sensitivity analysis of system parameters, the dynamic model of robot arm and drive servo amplifier parameters such as equivalent gains of PWM driver and velocity gains of servo system were estimated from frequency response tests. The complete dynamic model for overall robot system was used in the simulation of the open-loop control. The simulation results agreed reasonably well to the experimental results. The feedforward control using the dynamic models improved the trajectory tracking performance, decreasing the tracking error by factor of three compared with PID control. This study found that the inverse dynamic model of the robot arm including the drive servo system showed better performances than the case of arm dynamic model only.
Alignment systems are frequently used under various semiconductor manufacturing environment. Particularly in PDP(Plasma Display Panel) manufacturing process, the alignment system is applied to the combining and sealing processes of the upper and lower glass panels of PDP, where these processes are performed in the vacuum chamber of high vacuum and high temperature. In this paper, the XYΘ-alignment stage is developed to align PDP panels. Because of high vacuum and high temperature environment, the alignment chamber has been designed to isolate the inner part of the alignment chamber from the outer environment of high vacuum and high temperature, in which every part of the alignment stage is inserted. As it is difficult to attach feedback sensors to the alignment stage in the alignment chamber, the alignment stage is implemented with the open loop algorithm, where the parallel link structure has been designed using step-motors and ball-screws for structural simplicity. The kinematic analysis is performed to drive the parallel link structure, based on the experiments of actuation-compensation of the alignment stage. For the error compensation, the hyperpatch model has been used to model the errors. From the experiments, the positional accuracy of the alignment stage can be improved significantly.
본 논문은 자바 언어로 작성된 코드에 선언된 임의의 변수에 관하여, 해당 변수가 사용되는 행위를 기반으로 적절한 이름을 붙여주는 리네이밍 서비스와 이러한 분석 기술에 대응하는 보안 서비스를 소개한다. 소개하는 리네이밍 서비스는 API 기반과 반복문 내부 조건문 기반의 2가지 방법으로 구분된다. 본문에서 제안 기법의 알고리즘과 함께 알려진 자바 난독화 기술과 도구를 다루어 독자의 이해를 돕고, 프로토타입을 구현하여 실용성을 보였다. 프로토타입을 이용한 실험 결과 73%의 변수명 리네이밍 성공률을 보였다. 제안 기법을 활용하면, 공동 작업자가 직관적으로 코드 전체를 파악할 수 있도록 도울 수 있다. 또한, 악성코드 분석가가 변수명을 통하여 행위를 예측할 수 있어 분석에 도움을 줄 수도 있다. 하지만, 자바로 개발한 어플리케이션의 소스코드에 제안 기법을 적용하면, 해커에게 쉽게 노출될 수 있다. 따라서 자바 어플리케이션의 코드를 보호하는 방법도 소개한다.
본 논문에서는 GPU 병렬 처리 하드웨어 아키텍처 내 최소 물리적 스레드 실행 단위(warp) 내에서 shifted sort 기반 k개 최근접 이웃 검색 기법을 구현하는 방법을 논의하고 일반적으로 동일한 목적으로 널리 사용되는 GPU 기반 kd-tree 및 CPU 기반 ANN 라이브러리와 비교한 결과를 제시한다. 또한 많은 애플리케이션에서 k가 비교적 작은 값이 필요한 경우가 많다는 사실을 고려해서 k가 warp 내부에서 직접 처리 가능한 2, 4, 8, 16개일 때 최적화에 집중한다. 구현 세부에서는 사용한 CUB 공개 라이브러리의 루프 내 메모리 관리 방법, GPU 하드웨어 직접 명령 적용 방법 등의 최적화 방법을 논의한다. 실험 결과, 제안하는 방법은 기존의 GPU 기반 유사 방법에 비해 데이터 지점과 질의 지점의 개수가 각각 $2^{23}$개 일 때 16배 이상의 빠른 처리 속도를 보였으며 이러한 경향은 처리해야 할 데이터의 크기가 커지면 더욱 더 커지는 것으로 판단된다.
본 논문은 전력증폭기의 크기를 줄이고 선형성을 개선하기 위한 새로운 광전자밴드갭 (PBG) 구조를 제시하였다. 제안된 구조는 비평면 제조 공정을 요구하지 않는 유전체 판위에 패턴을 뜬 2차원의 규칙적인 격자이다. 실험 결과를 통해서 보면, 이 구조는 접지 평면에 세 개의 셀을 식각시킨 기본적인 PBG와 distorted uniplanar compact_PBG (DUC_PBG)보다 더 넓은 저지대역과 더 높은 저지 특성을 갖는다. 이 새로운 PBG 구조는 선형성 개선을 위하여 전력증폭기에 적용되어 질 수 있다. 새로운 PBG 구조를 이용한 전력증폭기의 3차 혼변조 왜곡 (IMD3)은 코드분할 다중접속 (CDMA) 응용에서 -36.16 dBc이다. 제안된 PBG 구조가 없는 전력증폭기와 비교했을 때, 개선된 IMD3는 -13.49 dBc이다.
본 논문에서는 미래형 이동통신 시스템에서 셀 경계와 같이 반송파대간섭전력비 (Carrier-to-Interference Ratio; CIR)가 낮은 열악한 채널 환경에서 하향링크 실시간 트래픽의 전송 성능 개선을 위한 안테나 선택을 이용한 Grassmannian Beamforming 기반의 MIMO-OFDMA (Multi Input Multi Output-Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 시스템을 본 저자들은 제안하고자 한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming 적용으로 인한 상향링크로의 과도한 궤환 정보량이 시스템 주파수 효율 성능을 떨어뜨리는 문제점을 보완하기 위해 Codebook 기반의 Grassmannian Beamforming을 적용하고, 이와 더불어 기지국의 모든 송신 안테나를 사용하지 않고 특정 안테나만을 사용하여 Codebook Size를 줄이면서도 주파수 효율 성능을 향상시킬 수 있는 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 시스템에서는 Beamforming을 수행하기 위해 최대 MRT(Maximum Ratio Transmission) 이득을 가지는 최적의 송신 안테나 조합이 선택된다. 모의실험 결과, 제안된 시스템은 기지국의 모든 안테나를 사용하여 Beamforming을 수행한 경우보다 향상된 주파수 효율 성능을 보이며, 상향링크의 궤환 정보량을 감안하더라도 Pseudo-Orthogonal Space Time Block Code를 사용하는 전형적인 개방루프형 MIMO-OFDMA 시스템에 비해 낮은 CIR 영역에서 월등히 개선된 주파수 효율 성능을 보임을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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