Vibration-based fault detection and condition monitoring of rotating machinery, using statistical process control (SPC) combined with statistical pattern recognition methodology, has been widely investigated by many researchers. In particular, the discrete wavelet transform (DWT) is considered as a powerful tool for feature extraction in detecting fault on rotating machinery. Although DWT significantly reduces the dimensionality of the data, the number of retained wavelet features can still be significantly large. Then, the use of standard multivariate SPC techniques is not advised, because the sample covariance matrix is likely to be singular, so that the common multivariate statistics cannot be calculated. Even though many feature-based SPC methods have been introduced to tackle this deficiency, most methods require a parametric distributional assumption that restricts their feasibility to specific problems of process control, and thus limit their application. This study proposes a nonparametric multivariate control chart method, based on multiscale wavelet scalogram (MWS) features, that overcomes the limitation posed by the parametric assumption in existing SPC methods. The presented approach takes advantage of multi-resolution analysis using DWT, and obtains MWS features with significantly low dimensionality. We calculate Hotelling's $T^2$-type monitoring statistic using MWS, which has enough damage-discrimination ability. A bootstrap approach is used to determine the upper control limit of the monitoring statistic, without any distributional assumption. Numerical simulations demonstrate the performance of the proposed control charting method, under various damage-level scenarios for a bearing system.
Recently, several ICT-based cat studies have produced some successful results, according to academic and industry sources. However, research on the level of simply identifying the cat's condition, such as the behavior and sound classification of cats based on images and sound signals, has yet to be found. In this paper, based on the veterinary scientific knowledge of cats, a practical and academic cat monitoring and disease diagnosis system is proposed to monitor the health status of the cat 24 hours a day by automatically categorizing and analyzing the behavior of the cat with location information using LSTM with a beacon sensor and a raspberry pie that can be built at low cost. Validity of the proposed system is verified through experimentation with cats in actual custody (the accuracy of the cat behavior classification and location identification was 96.3% and 92.7% on average, respectively). Furthermore, a rule-based disease analysis system based on the veterinary knowledge was designed and implemented so that owners can check whether or not the cats have diseases at home (or can be used as an auxiliary tool for diagnosis by a pet veterinarian).
In order to process more complicated and higher-precision parts, generally, an additional axis for a machine tool is needed which was an approach to minimize the cost of tool modification. A table with a rotary reducer that can rotate through the axis of the gear system was employed to a machine tool to achieve the purpose of adding an extra motion axis. In general, the motion of the rotary reducer is driven by a worm/wheel or helical gear system, which is different from the hypoid helical gear structure that used in this research. Reliability of guarantee of high accurancy throughout the whole life cycle is on of the critical factors to evaluate a rotary reducer in this field. In this paper, in order to evaluate life-time of rotary reducer, a low-cost accelerated life test was developed to satisfy the demands of clients.
한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.60-60
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2017
It is important to measure the gas exchange activity of the crops in canopy scale to understand the process of biomass production and yield formation. Thermal imaging of the canopy surface temperature is a powerful tool to detect the gas exchange activity of the crop canopy. The simultaneous measurement of the canopy temperature and the meteorological data enables us to calculate the canopy diffusive conductance ($g_c$) based on the heat flux model (Monteith et al. 1973, Horie et al. 2006). It is, however, difficult to realize the long-term and continuous monitoring of $g_c$ due to the occurrence of the calculation error caused by the fluctuation of the environmental condition. This is partly because the model assumption is too simple to describe the meteorological and aerodynamic conditions of the crop canopy in the field condition. Here we report the novel method of the direct measurement of the aerodynamic resistance ($r_a$) of the crop canopy, which enables us the stable and continuous measurement of the gas exchange capacity of the crop plants. The modified heat balance model shows the improved performance to quantify $g_c$ under the fluctuating meteorological condition in the field. The relationship between $g_c$ and biomass production of rice and soybean varieties is also discussed in the presentation.
Amoroso, Francesco;Pecora, Rosario;Ciminello, Monica;Concilio, Antonio
Smart Structures and Systems
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제16권3호
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pp.383-399
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2015
Today, as railways increase their capacity and speeds, it is more important than ever to be completely aware of the state of vehicles fleet's condition to ensure the highest quality and safety standards, as well as being able to maintain the costs as low as possible. Operation of a modern, dynamic and efficient railway demands a real time, accurate and reliable evaluation of the infrastructure assets, including signal networks and diagnostic systems able to acquire functional parameters. In the conventional system, measurement data are reliably collected using coaxial wires for communication between sensors and the repository. As sensors grow in size, the cost of the monitoring system can grow. Recently, auto-powered wireless sensor has been considered as an alternative tool for economical and accurate realization of structural health monitoring system, being provided by the following essential features: on-board micro-processor, sensing capability, wireless communication, auto-powered battery, and low cost. In this work, an original harvester device is designed to supply wireless sensor system battery using train bogie energy. Piezoelectric materials have in here considered due to their established ability to directly convert applied strain energy into usable electric energy and their relatively simple modelling into an integrated system. The mechanical and electrical properties of the system are studied according to the project specifications. The numerical formulation is implemented with in-house code using commercial software tool and then experimentally validated through a proof of concept setup using an excitation signal by a real application scenario.
Photobacterium phosphoreum was used for the study of bioluminescence response to toxic substances including phenol, As2O3, SoO2, and CrO3 in view of developing monitoring system. measurement of inhibition of bioluminescence in P. phosphoreum has been proposed as a sensitive and raped procedure to monitor toxic substances. The concentration of toxic substance causing 50% light reduction(EC50) in bioluminescence intensity was determined with free and immobilized P. phosphoreum, The minimum inhibitory concentrations (MICs) for bioluminescence emission were found to be 400ppm for As2O3, 800ppm for phenol, 60ppm for SeO2 and 60ppm for CrO3 , respectively. The linear correlation between Gamma value and the concentration of toxic substances was obtained and EC50 wa calculated from the linear correlation. The free cells were shown to be more sensitive to toxic substances than cells immobilized on Sr-alginate and Ca-alginate. However, the linear regression curves were derived from the Sr-alginate immobilized cells indicating the immobilization method in s useful tool for monitoring of toxic substances under the more stable condition of bioluminescence.
Among various structural health monitoring technologies, impedance-based damage detection has been recognized as a promising tool for diagnosing critical members of civil structures. Since the piezoelectric transducers used in the impedance-based technique should be bonded to the surface of the structure using bonding layers (e.g., epoxy layer), it is hard to maintain the as-built condition of the bonding layers and to reconfigure the devices if needed. This study presents an experimental investigation by using magnetically attached PZT-interface for the impedance-based damage detection in bolted girder connections. Firstly, the principle of the impedance-based damage detection via the PZT-interface device is outlined. Secondly, a PZT-interface attachment method in which permanent magnets are used to replace the conventional bonding layers is proposed. Finally, the use of the magnetic attraction for the PZT-interface is experimentally evaluated via detecting the bolt-loosening events in a bolted girder connection. Also, the sensitivity of impedance signatures obtained from the PZT-interface is analyzed with regard to the interface's material.
In this paper, the cutting torque of a CNC machine tool during machining is monitored through the internet. To estimate the cutting torque precisely, the spindle driving system is divided into two parts: electrical induction motor part and mechanical part. A magnetized current is calculated from the measured three-phase stator currents and used for the total torque estimation generated by a spindle motor. Slip angular velocity is calculated from the magnetized current directly, which gets rid of the necessity of a spindle speed sensor. Since the frictional torque changes according to the cutting torque and the spindle rotational speed, an experiment is adopted to obtain the frictional torque as a function of the cutting torque and the spindle rotation speed. Then the cutting torque can be calculated by solving a $2^{nd}$ order difference equation at a given cutting condition. A graphical programming method is used to implement the torque monitoring system developed in this study to the computer and at the same time monitor the torque of the spindle motor in real time through the internet. The cutting torque of the CNC lathe is estimated well within an about $3\%$ error range in average in various cutting conditions.
1990년대 후반부터는 시공의 간편성과 유연한 벽면 형상이 가능한 블럭식 보강토 옹벽의 시공사례가 급격히 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 기존의 연구자료와 비교해 볼 때 블럭의 형태, 보강재, 보강재와 블록의 연결형태, 뒤채움재에 따라 상이한 거동을 할 개연성이 있다. 따라서, 이 연구는 블럭식 보강토 옹벽의 거동을 수평 수직 토압계, 경사계, 침하판, 스트레인 게이지, 변형핀 등의 계측기를 설치하여 시공중과 시공후의 보강토 옹벽의 거동을 평가하였다. 또한, 현장에 적용된 보강토 옹벽의 설계 프로그램인 SRWall에 의해 산정된 안전율과 이론에 의해 도출된 안전율을 상호 비교함으로써 현장 계측결과와 설계프로그램에 의한 안전성을 검증하였다. 9개월 동안의 현장계측을 통한 연구 결과를 종합해보면, 블럭식 보강토 옹벽은 양호한 다짐관리와 시공기간의 장기화로 인한 변위는 매우 미미한 것으로 판명되었다. SRWall을 활용하여 도출한 안전율과 보강토 옹벽의 안전율을 평가한 결과 이론에 의해 도출한 안전율과 유사한 것으로 판명되었다.
More FOWTs (floating offshore wind turbines) will be installed as relevant regulations and technological hurdles are removed in the coming years. In the present study, a numerical prediction tool has been developed for the fully coupled dynamic analysis of FOWTs in time domain including aero-loading, tower elasticity, blade-rotor dynamics and control, mooring dynamics, and platform motions so that the influence of rotor-control dynamics on the hull-mooring performance and vice versa can be assessed. The developed coupled analysis program is applied to Hywind spar design with 5 MW turbine. In case of spar-type floaters, the control strategy significantly influences the hull and mooring dynamics. If one of the control systems fails, the entire dynamic responses of FOWT can be significantly different. Therefore, it is important to maintain various control systems in a good operational condition. In this regard, the effects of failed blade pitch control system on FOWT performance including structural and dynamic responses of blades, tower, and floater are systematically investigated. Through this study, it is seen that the failure of one of the blade pitch control system can induce significant dynamic loadings on the other blades and the entire FOWT system. The developed technology and numerical tool are readily applicable to any types of floating wind farms in any combinations of irregular waves, dynamic winds, and steady currents.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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