This paper presents a design method of deadbeat controller for DC motor driving a rotational system with gear. The results of sampling a continuous-data process does not guarantee that no ripples occur between the sampling instants in the continuous-data output, but the proposed deadbeat control system that consists of the integral controller and the full state observer, and zero order hold using in continuous systems, has many advantages of such as an output response without the ripple and reaching the steady state without error after a given sampling period and faster settling time than the optimal control system in the short sampling period. The results of case study through matlab simulation shown that the efficiency of the proposed controller for DC motor driving a rotational system with gear, is verified by comparing with optimal controller etc.
Gear vibration is caused by the mesh stiffness, gear accuracy, and assembling errors. For these reasons, helical gear has the azial, radial, and rotational vibrations. In this study, the mesh stiffness is calculated by considering the tooth bending, contact, and foundation deformations. Rotational vibration of helical gear with tooth error is modeled by the nonlidear equation of motion with single degree of freedom and is anlyzed numerically. Also, by a specially designed experimental set-up, the analysis are cross-checked and the vibration characteristics of helical gear are discussed.
The spindle unit is core parts in high precision machine tools. Diverse static and dynamic charateristics of spindle unit are needed for special purpose of machine tools. Specially, high damping ability may be very useful to high precision and high speed spindle unit. But commercial bearing system has very low damping value and high stiffness. In this paper, the combined bearing system with ball-hydrostatic bearing is suggested for high damping spindle unit. The suggested bearing system has 30% damping ability more than general ball bearing's. The average rotational accuracy of spindle with combined bearing in working speed is 24% better than with ball bearing. The unbalance rotating experiment in spindle show that rotating error with combined bearing is only half value of with ball bearing.
This paper presents a new motion compensated error coding method suitable for region based image coding system. Compared with block based conding, the region based coding improves subjective quality as it estimates and compensates 2D (or 3D) translantional, rotational, and scaling motion for each regions. although the region based coding has this advantage, its merit is reduced as bock-DCT (2D-DCT) is used to encode motion-compensated error. To overcome this problem, a new region adaptive motion compensated error coding technique which improver subjective and objective quality in the region boundary is proposed in this paper. In the proposed method, regions with large error are estimated using contour of the regions and contrast between the regions. The regions estiated as those with large error are coded by arbitrarily shaped image segment coding method. The mask information of the coded regions is not transmitted because it is estimated as the same algorithm in the encoder and the decoder. The proposed region adaptive motion conpensated error coding method improves about 0.5dB when it is compared with conventional block based method.
목 적: 표적의 길이가 긴(length) 환자의 용적회전변조 방사선치료(V-MAT) 시 회전방향 오차의 크기에 따른 선량차이 경향을 $HexaPOD^{TM}$ evo RT system(6DoF couch)을 통해 알아보고 그 유용성을 평가하고자 하며, 이에 따른 회전오차 보정의 필요성을 제안하고자 한다. 대상 및 방법: 본원에서 치료를 받은 Esophagus cancer와 SCL을 포함한 Breast cancer 환자 중 HexaPOD 6DoF(Six-Degree of Freedom) couch를 사용한 10명을 대상으로 하였다. 6DoF couch를 이용하여 Rx(pitch), Ry(roll), Rz(yaw) 방향의 회전오차의 적용여부에 따른 선량차이를 알아보기 위하여 x, y, z축에 대한 자세오차를 확인하고, 자세 회전오차 값을 6DoF couch에 부여 임의의 오차를 발생시켜 변형된 선량계측 품질보증(Delivery Quality Assurance, DQA)을 시행, 점 선량과 감마값을 비교 분석하였다. 추가적으로 3cm의 직경에 5, 10, 15, 20 cm의 길이를 가진 각각의 표적의 치료계획에 회전오차의 크기를 $1^{\circ}$ 간격으로 적용한 후, 표적의 길이와 회전오차의 종류 및 크기에 따른 감마통과율의 변화양상을 확인했다. 결 과: 자세 회전오차가 적용된 경우의 점 선량과 감마통과율의 평균오차는 각각 Rx 방향에서 $2.50{\pm}1.11%$, $84.1{\pm}7.39%$, Ry 방향에서 $2.36{\pm}1.16%$, $81.0{\pm}8.49%$, Rz 방향에서 $2.35{\pm}1.10%$, $84.4{\pm}6.99%$를 나타냈다. 또한, 표적의 길이와 회전오차의 종류 및 크기에 따른 감마통과율 분석 결과 Ry 방향을 제외한 Rx와 Rz 방향에서 회전오차가 커질수록 감마통과율은 전반적으로 감소하는 경향을 보였으며, 특히 10 cm의 표적, Rz 방향으로 $2.5^{\circ}$ 회전오차가 부여된 경우에서 가장 낮은 감마통과율인 74.2 %를 나타냈다. 결 론: 표적의 길이가 긴 치료부위의 용적회전변조 방사선치료 시 회전오차의 보정은 필요하며, 6DoF couch의 사용은 환자자세의 재현성과 치료의 질적 효율을 높일 것으로 사료된다.
A controller designed by CDM for a servo type system which is an augmented system constructed from a rotational inverted pendulum with an integrator added to its arm, is presented in this paper. In order to be able to apply the CDM concept, the augmented system must be linearized and converted into controllable canonical form. Then, the controller consisting of the state feedback gain matrix and an integral gain in the sense of CDM can be obtained. This shows that design procedure for the proposed controller is easy. The experimental results obtained from the rotational inverted pendulum controlled by the proposed controller show that the system response has no steady-state error, however, the oscillation amplitude of the arm angle is still significant. Therefore, in this paper, the friction compensation using Coulomb friction with stiction is also added to the controller. The oscillation amplitude of the arm angle that can be reduced remarkably is also shown in the experimental results.
The possibility of detecting a crack in L-shaped pipes filled with fluid based on measurement of transverse natural frequencies is examined. The problem is solved by representing the crack by a massless rotational spring, simulating the out-of-plane transverse vibration only without solving the coupled torsional vibration and using the transfer matrix method for solution of the governing equation. The theoretical solutions are verified by experiments. The cracks considered are external, circumferentially oriented and have straight front. Pipes made of aluminium and mild steel are tested with water as internal fluid. Crack size to pipe thickness ratio ranging from 0.20 to 0.57 and fluid (gauge) pressure in the range of 0 to 10 atmospheres are examined. The rotational spring stiffness is obtained by an inverse vibration analysis and deflection method. The details of the two methods are given. The results by the two methods are presented graphically and show good agreement. Crack locations are also determined by the inverse analysis. The maximum absolute error in the location is 13.80%. Experimentally determined variation of rotational spring stiffness with ratio of crack size to thickness is utilized to predict the crack sizes. The maximum absolute errors in prediction of crack size are 17.24% and 16.90% for aluminium and mild steel pipes respectively.
This paper proposes a model-prediction-based collision-avoidance algorithm for excavators for which the recursive-least-squares (RLS) estimation of the excavator's rotational inertia is used. To estimate the rotational inertia of the excavator, the RLS estimation with multiple forgetting and two updating rules for the nominal parameter and the forgetting factors was conducted based on the excavator-swing dynamics. The average value of the estimated rotational inertia that is for the minimizing effects of the estimation error was computed using the recursive-average method with forgetting. Based on the swing dynamics, the computed average of the rotational inertia, the damping coefficient for braking, and the excavator's braking angle were predicted, and the predicted braking angle was compared with the detected-object angle for a safety evaluation. The safety level defined in this study consists of the three levels safe, warning, and emergency braking. The analytical rotational-inertia-based performance evaluation of the designed estimation algorithm was conducted using a typical working scenario. The results of the safety evaluation show that the predictive safety-evaluation algorithm of the proposed model can evaluate the safety level of the excavator during its operation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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