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A New Study on Vibration Data Acquisition and Intelligent Fault Diagnostic System for Aero-engine

  • Ding, Yongshan;Jiang, Dongxiang
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.16-21
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    • 2008
  • Aero-engine, as one kind of rotating machinery with complex structure and high rotating speed, has complicated vibration faults. Therefore, condition monitoring and fault diagnosis system is very important for airplane security. In this paper, a vibration data acquisition and intelligent fault diagnosis system is introduced. First, the vibration data acquisition part is described in detail. This part consists of hardware acquisition modules and software analysis modules which can realize real-time data acquisition and analysis, off-line data analysis, trend analysis, fault simulation and graphical result display. The acquisition vibration data are prepared for the following intelligent fault diagnosis. Secondly, two advanced artificial intelligent(AI) methods, mapping-based and rule-based, are discussed. One is artificial neural network(ANN) which is an ideal tool for aero-engine fault diagnosis and has strong ability to learn complex nonlinear functions. The other is data mining, another AI method, has advantages of discovering knowledge from massive data and automatically extracting diagnostic rules. Thirdly, lots of historical data are used for training the ANN and extracting rules by data mining. Then, real-time data are input into the trained ANN for mapping-based fault diagnosis. At the same time, extracted rules are revised by expert experience and used for rule-based fault diagnosis. From the results of the experiments, the conclusion is obvious that both the two AI methods are effective on aero-engine vibration fault diagnosis, while each of them has its individual quality. The whole system can be developed in local vibration monitoring and real-time fault diagnosis for aero-engine.

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8bit 마이크로컨트롤러의 PID제어를 이용한 드론 구현 (Implementation of a drone using the PID control of an 8-bit microcontroller)

  • 이동희;문상국
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제6권9호
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    • pp.81-90
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    • 2016
  • 최근 드론은 하나의 취미 생활이 될 정도로 대중화가 되었다. 드론이란 조종사 없이 무선 전파로 비행·조종이 가능한 무인 항공기를 말하며, 주로 비행기나 헬리콥터 모양을 하고 있다. 드론은 군사용으로 시작 되었지만, 건설 현장, 농약 살포용, 현장 탐사, 화물 배송 그리고 수험생에게 답을 알려주는 부정행위를 방지하기 위한 드론 등 민간으로 용도가 크게 확대 되었다. 하지만 시중에서 볼 수 있는 드론은 굉장히 고가이고, 고장이 났을 경우 수리하기가 어려우며, 비행시간이 짧은 불편함이 있다. 본 논문에서는 위에서 말한 불편한 점을 해결하고자 보다 적은 비용으로 8비트 마이크로컨트롤러인 ATmega128을 이용한 드론를 구현했다. 6축 자이로, 가속도 센서와 MCU간의 TWI통신과, PID 제어를 통한 드론의 자세 제어를, 수신기의 신호를 입력받아 송신기로 드론을 제어하는 동작을 C프로그래밍언어를 기반으로 구현하였다. ATmega128을 이용한 드론은 호버링이 가능하고, 제어에 필요하지 않은 핀을 활용하여 다양한 용도의 드론으로 사용 할 수 있다.

최적화 기법 기반의 항공기 스케줄러 개발 및 실제 공항의 수치적 모사 (A development of an Optimization-Based Flight Scheduler and Its Simulation-Based Application to Real Airports)

  • 유민석;송재훈;최성임
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권9호
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    • pp.681-688
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    • 2013
  • 불가피하게 급증하는 항공기 수요량에 따른 여러 가지 문제들을 해결하는 방안으로 항공기의 지연시간을 줄여, 공항의 수용력을 극대화하는 항공교통관리가 주목받고 있다. 본 논문은 공항주변 항공교통흐름을 원활히 하여 항공기 처리량을 최대화하는 항공기 스케줄링의 최적화를 목적으로 한다. 본 연구에서 개발한 스케줄링 기법은 스케줄링 문제를 수학적으로 모델링한 후, 혼합정수선형계획법과 유전자 알고리즘을 도입하여 항공기 지연시간을 최소로 하는 최적의 스케줄링을 제공한다. 최적화된 스케줄링과 실제 인천 공항에서의 항공기 스케줄링과 비교해 보았고, 그 결과 최적화된 스케줄링이 제공하는 항공기 처리량이 현재 인천 공항에서 처리하는 항공기보다 현저히 높다는 결과를 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 스케줄러는 향후 항공기의 포화 상태를 적절하게 대처하는데 큰 도움을 줄 것이라 예상되어진다.

저소음 청소기 개발 (Low Noise Vacuum Cleaner Design)

  • 주재만;이준화;홍승기;오장근;송화규
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.939-942
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    • 2007
  • Vacuum cleaner is a close life product that can remove various dusts from our surroundings. However well vacuum cleaner clean our environments, many people are looking away from it, due to its loud noise. Its noise causes a big trouble in the usual life, for example, catch calls, TV watching and discussing etc. To reduce these inconveniences, noise reduction methods and systematic design of low noise vacuum cleaner are studied in this paper. At first, sound quality investigation is performed to get the noise level and quality that make people TV watching and catch calls available. Based on the European and domestic customer SQ survey result, sound power, peak noise level and target sound spectrum guideline are studied and introduced. As a second, precise product sound spectrums are designed into each part based on the sound quality result. Fan-motor, brush, mainbody, cyclone spectrums are decided to get the final target sound based on the contribution level. Fan-motor is the major noise source of vacuum cleaner. Specially, its peak sound, RPM peak and BPF Peak, cause the people nervous. To reduce these peak sounds, high rotating impeller and diffuser are focused due to its interaction. A lot of experimental and numerical tests, operation points are investigated and optimization of flow path area between diffusers is performed. As a bagless device, cyclones are one of the major noise sources of vacuum cleaner. To reduce its noise, previous research is used and adopted well. Brush is the most difficult part to reduce noise. Its noise sources are all comes from aero-acoustic phenomena. Numerical analysis helps the understanding of flow structure and pattern, and a lot of experimental test are performed to reduce the noise. Gaps between the carpet and brush are optimized and flow paths are re-designed to lower the noise. Reduction is performed with keeping the cleaning efficiency and handling power together and much reduction of noise is acquired. With all above parts, main-body design is studied. To do a systematic design, configuration design developments technique is introduced from airplane design and evolved with each component design. As a first configuration, fan-motor installation position is investigated and 10 configuration ideas are developed and tested. As a second step, reduced size and compressed configuration candidates are tested and evaluated by a lot of major factor. Noise, power, mass production availability, size, flow path are evaluated together. If noise reduction configuration results in other performance degrade, the noise reduction configuration is ineffective. As a third configuration, cyclones are introduced and the size is reduced one more time and fourth, fifth, sixth, seventh configuration are evolved with size and design image with noise and other performance indexes. Finally we can get a overall much noise level reduction configuration. All above investigations are adopted into vacuum cleaner design and final customer satisfaction tests in Europe are performed. 1st grade sound quality and lowest noise level of bagless vacuum cleaner are achieved.

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통신신호 추적을 위한 모노펄스 및 추적성능 향상 방안 (Enhancement for Performance of Monopulse and Target Tracking for Communication Signal Tracking)

  • 길현주;이영진;김재신;이은석
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권5호
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    • pp.35-43
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    • 2014
  • 본 논문에서는 이동하는 항공기의 통신장비와 지상 통신장비 간의 무선통신 링크 유지 및 통신신호 추적을 위하여 모노펄스 시스템과 ${\alpha}{\beta}$ 필터가 결합된 통신신호 추적 시스템의 성능향상 방안을 제시한다. 모노펄스 오차각 추적을 위하여 일반적으로 사용되는 모노펄스 기울기 곡선(Monopulse Ratio Curve)에 의한 추적 방식이 아닌 최소거리 연산방식을 제안하며, 통신 신호의 일시적 단절 상황에서 모노펄스 추적 재연결 확률 및 추적 정확도 향상을 위하여 가변 이득 방식의 ${\alpha}{\beta}$ 필터 알고리즘을 제안한다. 프로토타입 안테나로 측정한 MR Curve를 이용하여 제안된 모노펄스 시스템의 성능향상을 확인할 수 있다. 또한, 통신 단절 및 연결 상황에서 항공기 모의궤적을 이용한 모의실험은 고정 이득 방식의 ${\alpha}{\beta}$ 필터 대비 가변 이득 방식의 ${\alpha}{\beta}$ 필터 알고리즘의 성능향상을 보여준다. 본 논문에서 제시한 방식은 기존 통신신호 추적 시스템의 하드웨어에 대한 변경 없이 알고리즘의 변경만으로 가능하기 때문에 최소비용을 통한 성능향상을 기대할 수 있다.

승선 중 알코올이 선박운항능력에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on Ship Operational Ability under the Influence of Alcohol)

  • 양찬수;양영훈;김홍태;공인영;이봉왕
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.109-117
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    • 2005
  • 알코올이 인간의 행동과 수행도에 미치는 영향에 대한 연구는 항공기와 자동차의 운전을 중심으로 많이 이루어져 왔으며, 기존의 연구를 통해 선박의 당직 전 및 당직 중의 음주는 안전운항에 큰 영향을 미친다고 할 수 있다. 본 연구에서는 승선 중 음주 실태를 파악하기 위하여, 선택형 설문지를 교육중인 사관들에게 배포하여 얻어진 118명으로부터의 결과를 조사하였다. 알코올 의존도에 관한 자가진단결과에 따르면, 조사대상자의 27% 이상이 알코올 남용 증세를 나타내었다. 또한, 승선 중 음주 현황 및 인식에 관한 결과를 바탕으로, 선박운항 시뮬레이터를 이용한 음주 운항 시나리오를 마련하였으며, 알코올이 선박운항능력에 미치는 영향을 알아보았다. 실험결과를 분석한 결과, 알코올의 섭취가 선박운항능력을 다소 저하시키는 것으로 나타났다. 이러한 분석결과는 앞으로 선박운항자의 피로에 의한 해양사고 발생을 근본적으로 줄이기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

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고세장비 연속주름을 갖는 박판구조물 제작을 위한 다단성형공정 개발 (Development of a Multi-step Stamping Process for the Effective Fabrication of a Thin Sheet for High Aspect Ratio Corrugated Structures)

  • 최성우;박상후;정호승;민준기;정재헌;조종래;김현준;폴 윌리암
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권2호
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    • pp.219-226
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    • 2010
  • 스탬핑 프로세서는 고생산성과 낮은 가격으로 인해 자동차 차제나 항공기 부품, 그리고 전자제품 등 다양한 장치에 널리 이용된다. 최근에 에너지 산업과 연관되어 연료전지 분리판, 열교환기 등에 사용되는 주름구조를 가지는 박판의 응용이 급속히 증가되고 있다. 그러나 복잡한 형상 때문에 주름구조물을 한번의 성형으로 만들기가 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 다단성형공정을 이용하여 성형성을 향상시키는 방법을 제안하였다. 1 차 박판성형 후 열처리를 통하여 가공경화 부분을 제거하고 다시 성형하는 방법으로 복잡하고 실용성이 높은 박판구조물 제작이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 제안한 방법을 검증하기 위하여 판형 열교환기에 응용이 가능한 두께 $100{\mu}m$를 가지는 박판주름구조를 제작하고 공정변수를 연구하였다.

사천만 연안의 지역 변화에 관한 연구 -교통.수산업.공업 기능의 변화를 중심으로- (The Historical Geography of Sacheon Bay Region -with Special Reference to Transportation, Fishery, and Industry-)

  • 이전;곽철홍
    • 한국지역지리학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.119-132
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    • 1999
  • 경남 남해안의 사천만 연안은 경남 서부지역의 관문 역할을 수행하였고, 그로 인해 군사적 요충지로 간주되었으며, 갯벌이 넓고 각종 수산자원이 풍부하여 일직부터 양식업과 어로업이 활발하였다. 이와 같이 사천만 연안은 역사적으로 경남 서부지역에서 해상교통 및 군사적 요충지, 또한 수산업이라는 기능면에서 매우 중요한 역할을 수행하여 왔다. 그런데 오늘날 사천만 연안에는 공항과 고속도로가 확충되어 항공 육상교통의 기능이 중요하게 부상하고 있고, 공단이 조성되어 많은 제조업체들이 입지함으로써 공업기능이 새로운 기능으로 대두되고 있다. 또한 사천만 연안의 육상 및 항공교통 발달은 지역의 관광자원개발을 좀 더 구체화시키고 있다. 지역의 전통적 기능들이 쇠퇴하는 대신에 공업, 교통, 관광 등 새로운 기능들이 중요하게 대두되고 있는 것이다. 따라서 사천만 연안 지역이 급격한 지역 변화를 경험하고 있음에 틀림없다. 본 연구의 연구목적은 이 지역에서 급격하게 진행되고 있는 교통 군사 수산업 관광 공업 기능의 변화 과정을 동태적으로 분석 정리함으로써 지역의 특성을 구명하는 데 있다. 특히 본 논문은 이 지역의 전통적 기능들과 오늘날 부상하고 있는 다양한 기능들을 밀접한 관련하에서 이해할 수 있음을 서술적으로 밝히고 있다.

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특허풀에서의 공평한 로열티 분배를 위한 특허가치평가 (Patent Valuation for Fair Royalty Distribution in Patent Pool)

  • 김영기;박성택;이승준
    • 디지털융복합연구
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    • 제8권1호
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    • pp.41-53
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    • 2010
  • 본 논문에서는 특허풀 내에서 공평한 로열티 분배를 위한 특허가치평가 방안에 대하여 살펴보고자 한다. 지식기반경제에서는 지적재산, 즉 축적된 기술과 노하우가 기업의 경쟁력과 국가의 경제성장의 가장 중요한 원천으로 인식되고 있다. 특허제도는 특허권자에게 독점적인 권리를 부여함으로써 기술혁신, 즉 새로운 기술의 발명과 상업화를 촉진시켜 궁극적으로 삶의 수준을 향상시키는 것을 목표로 하고 있다. 하지만 특허권의 숫자가 증가하고 특허권의 소유가 분산되면서 나타나는 특허제도의 문제점들이 기술혁신 의욕을 저하시키고 있다. 이에 대한 유망한 해결책으로 특허풀이 제시되고 있으며, 1차 세계대전 당시 미국정부가 특허풀을 결성하여 항공기 관련특허를 모든 생산업체들에게 라이선스함으로써 항공기 산업을 활성화시킨 사례가 있다. 특허풀의 원활한 운영을 위해서는 특허풀에 참여하는 특허들의 기술적 기여도를 평가하여 특허권자들에게 공평하게 로열티 수입을 분배할 필요가 있다. 이러한 특허가치평가에는 Rating/Ranking 방법이 적절한 것으로 보인다. 본 논문에서는 여러 특허가치평가 기관들의 평가모형들을 살펴보고 Rating/Ranking 방법에 활용될 수 있는 주요한 평가항목들을 추출하였다.

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캔틸레버보의 형상비에 따른 1차원 보와 2차원 평면응력 유한요소해석 결과의 비교 (Comparison between Numerical Results of 1D Beam and 2D Plane Stress Finite Element Analyses Considering Aspect Ratio of Cantilever Beams)

  • 강유진;심지수;조해성;신상준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.459-465
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    • 2015
  • 항공기는 목적에 따라서 민간 항공기, 무인항공기, 전투기, 헬리콥터 등 다양한 항공기가 존재한다. 이 각각의 항공기는 특정한 목적에 맞게 형상 및 설계가 된다. 특히 항공기 개발과정에서 중요한 해석과정 중 하나가 구조해석이다. 하지만 항공기 구조가 복잡해지고 3차원 모델로 구조해석을 하게 되면 시간과 비용이 크게 증가하게 된다. 따라서 해석 효율성을 위해서 1차원 등가 보나 2차원 평면 응력 조건을 이용하여 실제 구조를 보다 간단하게 모델링한다. 하지만 이런 모델링은 실제 구조와 차이가 있으므로 실제 구조를 잘 반영할 수 있는 적절한 모델링이 필요하다. 따라서 구조형태에 따라서 1차원 등가 보와 2차원 평면응력 조건을 적절하게 선택하여야 한다. 본 논문에서는 EDISON에 업로드 된 구조해석 프로그램을 이용하여 1차원 구조해석과 2차원 구조해석을 검증하고 구조형태에 따라서 1차원 해석과 2차원 해석을 각각 3차원 MSC NASTRAN 구조해석과 비교하여 적절한 해석방법을 찾고자 한다. 비교결과 길이 대 높이 비가 증가할수록 1차원 해석과 3차원 해석의 오차가 급격히 줄어들었으며 이 비율이 18보다 증가하였을 때는 1차원 해석이 2차원 해석보다 3차원 해석의 결과와 일치하였다.