• 제목/요약/키워드: limit state function

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Reliability analysis of a mechanically stabilized earth wall using the surface response methodology optimized by a genetic algorithm

  • Hamrouni, Adam;Dias, Daniel;Sbartai, Badreddine
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제15권4호
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    • pp.937-945
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    • 2018
  • A probabilistic study of a reinforced earth wall in a frictional soil using the surface response methodology (RSM) is presented. A deterministic model based on numerical simulations is used (Abdelouhab et al. 2011, 2012b) and the serviceability limit state (SLS) is considered in the analysis. The model computes the maximum horizontal displacement of the wall. The response surface methodology is utilized for the assessment of the Hasofer-Lind reliability index and is optimized by the use of a genetic algorithm. The soil friction angle and the unit weight are considered as random variables while studying the SLS. The assumption of non-normal distribution for the random variables has an important effect on the reliability index for the practical range of values of the wall horizontal displacement.

공진 효과 및 쿨롱 마찰이 있는 서보 시스템에 대한 $\mu$-제어기 설계 ($\mu$-Controller Design for Servo Systems Containing Resonance Effects and Coulomb Frictions)

  • 황인휘;임동진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.46-48
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    • 1996
  • In almost all the servo systems, especially for the robot manipulators and numerical control systems, there are resonance effects and nonlinear frictions which should be considered in designing servo controllers. In this paper to compensate friction and track the step-input without steady-state error, the original system is augmented with an integrator and employes $\mu$-Controller design method $\mu$-Controller design method enables to meet not only performance requirements but robust stabilities simultaneously. And there may exist a limit cycles due to interaction between integrator and nonlinear friction. With describing function method, the possibility of limit cycle is checked.

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커뮤테이션 구간의 토크리플 저감을 위한 SRM의 토크 분배 함수 기법 (Torque Sharing Function of SRM for Torque Ripple Reduction in Commutation Region)

  • 김태형;;이동희;안진우
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.148-150
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    • 2007
  • A novel torque sharing function (TSF) is presented. To improve efficiency and to reduce torque ripple in commutation region, only a phase torque under commutation is regulated to produce a uniform torque. And the torque developed by the other phase remains with the previous state under a current limit of the motor and drive. If the minimum change of a phase torque reference can not satisfy the total reference torque, two-phase changing mode is used. Since a phase torque is constant and the other phase torque is changed at each rotor position, total torque error can be reduced within a phase torque error limit. And the total torque error is dependent on the change of phase torque. To consider non-linear torque characteristics and to suppress a tail current at the end of commutation region, the incoming phase current is changed to torque increasing direction, but the outgoing phase current is changed to torque decreasing direction. So, the torque sharing of the outgoing phase and incoming phase can be smoothly changed with a minimum current cross over. The proposed control scheme is verified by some computer simulations and experimental results.

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토크분배함수를 이용한 SRM의 적접토크제어기법 (Direct Torque Control Scheme of Switched Reluctance Motor using Novel Torque Sharing Function)

  • 안진우;이동희;김태형
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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    • pp.138-140
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    • 2007
  • A novel non-linear logical torque sharing function (TSF) is presented. To improve efficiency and to reduce torque ripple in commutation region, only a phase torque under commutation is regulated to produce a uniform torque. And the torque developed by the other phase remains with the previous state under a current limit of the motor and drive. If the minimum change of a phase torque reference can not satisfy the total reference torque, two-phase changing mode is used. Since a phase torque is constant and the other phase torque is changed at each rotor position, total torque error can be reduced within a phase torque error limit. And the total torque error is dependent on the change of phase torque. To consider non-linear torque characteristics and to suppress a tail current at the end of commutation region, the incoming phase current is changed to torque increasing direction, but the outgoing phase current is changed to torque decreasing direction. So, the torque sharing of the outgoing phase and incoming phase can be smoothly changed with a minimum current cross over. The proposed control scheme is verified by some computer simulations and experimental results.

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Probabilistic analysis for face stability of tunnels in Hoek-Brown media

  • Li, T.Z.;Yang, X.L.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제18권6호
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    • pp.595-603
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    • 2019
  • A modified model combining Kriging and Monte Carlo method (MC) is proposed for probabilistic estimation of tunnel face stability in this paper. In the model, a novel uniform design is adopted to train the Kriging, instead of the existing active learning function. It has advantage of avoiding addition of new training points iteratively, and greatly saves the computational time in model training. The kinematic approach of limit analysis is employed to define the deterministic computational model of face failure, in which the Hoek-Brown failure criterion is introduced to account for the nonlinear behaviors of rock mass. The trained Kriging is used as a surrogate model to perform MC with dramatic reduction of calls to actual limit state function. The parameters in Hoek-Brown failure criterion are considered as random variables in the analysis. The failure probability is estimated by direct MC to test the accuracy and efficiency of the proposed probabilistic model. The influences of uncertainty level, correlation relationship and distribution type of random variables are further discussed using the proposed approach. In summary, the probabilistic model is an accurate and economical alternative to perform probabilistic stability analysis of tunnel face excavated in spatially random Hoek- Brown media.

동적 거동을 받는 철근 콘크리트 뼈대 구조의 최적화 (Optimization of Reinforced Concrete Frames Subjected to Dynamic Loads)

  • 박문호;김상진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.439-452
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    • 1994
  • 본 논문에서는 동적하중을 받는 철근 콘크리트 뼈대구조의 경비 최적설계방법과 한계상태 설계 최적화 알고리즘을 제시하였다. 뼈대구조의 동적반응은 모드 중첩법을 이용하여 해석하였으며 뼈대구조의 각 부재를 두 개 이상의 요소로 구성하여 각 요소의 절점에서는 축방향, 횡방향 및 휨방향의 거동을 규명할 수 있도록 3 d.o.f(자유도)로 구성된 강성 매트릭스와 질량 매트릭스를 사용하였다. 철근과 콘크리트의 주 재료 경비로 유도한 목적함수는 한계 상태 설계 규정에 따라 철근 콘크리트 뼈대구조의 역학적 거동의 문제와 사용성 제약조건을 만족하면서 최적화를 이루도록 하였다. 목적함수와 제약조건은 단면의 유효깊이, 보의 폭, 인장과 압축 철근의 단면적, 기둥의 전단 철근 단면적들의 설계변수로 유도하였으며 최적화 문제를 형성하였다. 몇가지 예제를 통하여 동적거동을 고려한 철근 콘크리트 뼈대구조의 자동화된 최적 설계 알고리즘의 가능성, 타당성 및 효율성을 검토하였다.

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극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis Offshore Wind Turbine Support Structure Under Extreme Ocean Environmental Loads)

  • 이상근;김동현
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • 극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 신뢰성 해석을 위한 한계상태함수는 mud-line에서 지지구조물의 동적응답으로 정의되며, 동적응답은 정적응답과 동적응답계수의 곱으로 정의된다. 동적응답계수는 설계조건에서의 동적 시간이력응답을 분석하여 구할 수 있다. 허브(Hub) 위치에 작용하는 추력은 GH_Bladed를 사용하여 계산하였으며, 정적하중으로 적용하였다. 동적응답계수는 대수정규분포, 지반물성 중 내부마찰각은 상한과 하한이 결정된 베타분포이며, 그 외 설계변수는 정규분포 확률변수로 취급되었다. mud-line 에서의 동적응답을 통해 정의된 한계상태함수에 따라 일계신뢰도법(First order reliability method, FORM)을 사용하여 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰도지수를 산정하였다.

시간에 따른 부식열화가 고려된 피로취약도 곡선을 이용한 강교의 손상 평가 (Damage Estimation of Steel Bridge Members by Fatigue Vulnerability Curves Considering Deterioration due to Corrosion with Time)

  • 김효진;이형철;전석기;이상호
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.1-12
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    • 2007
  • 본 연구에서는 강교 부재를 대상으로 시간에 따른 부식과 교통량(트럭통행량)의 변화 영향을 반영한 피로 취약도 평가 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 통해 부식과 교통량 변화를 고려할 수 있는 피로에 대한 한계상태함수를 설정하였다. 부식의 영향은 평균부식깊이와 피로강도감소계수와의 관계를 이용하여 한계상태함수에서 피로저항의 감소로써 반영되었다. 트럭통행량의 변화는 세 가지 대표적인 변화양상을 설정하여 기간별로 실제 변화에 맞게 모델링함으로써 한계상태함수에서 하중의 증가로 반영되었다. Monte-Carlo 시뮬레이션을 이용하여 신뢰성 해석을 수행하도록 하였으며, 이를 바탕으로 시간이력 피로 취약도 곡선을 도출하였다. 검증예제와 실제 국내 강교에 적용하여 제안된 피로 취약도 평가방법을 검증하였다.

Swan-Ganz 카테터를 이용한 심폐기능 이상 환자의 지속적 심박출량 측정 모듈 개발 (The Study of continuous cardiac output measurement module development of the cardiopulmonary function patient of using the Swan-Ganz Catheter)

  • 임병선;한승환;김영길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.959-964
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    • 2013
  • 본 논문에서는 스완-간즈 카테터(Swan-Ganz catheter)를 사용하여 심장질환 중환자의 상태를 정확하게 파악하기 위해 기존의 모듈들보다 더 정밀한 데이터 측정이 가능한 모듈을 구현한다. 기존 방식은 차가운 수액을 심장에 주입하여 혈액의 온도변화와 회복시간을 측정하는 CO(Cardiac Output)를 측정하던 Bolus타입의 CO모듈이 존재하였지만, 지속적 환자 징후 관찰이 어렵다는 한계 때문에 현재는 대부분의 병원에서 사용하지 않는 상태이다. 이러한 한계를 극복하기 위해 지속적 심박출량 측정 플랫폼을 통해 효율적인 환자 징후관찰 및 상태파악이 가능 하도록 한다. 또한, 현재 기존 병원에서 심폐기능 이상 중환자의 징후관찰 및 상태파악을 위해 고가의 해외기기 도입으로 낭비되는 비용 문제를 해결하고 정밀한 데이터 수집으로 정확한 환자의 진단이 이루어 질 수 있도록 기존 모듈들의 문제점을 보완하였다.

LRFD 설계기준(안) 피로설계트럭 모형 분석 (Analysis of Fatigue Truck Model for LRFD Code)

  • 조은영;신동구
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.331-342
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    • 2009
  • Miner의 피로손상법칙을 적용하여 피로파괴에 대한 한계상태함수를 표현하고, 실제 국내 통행차량의 통계적 특성을 반영하여 LRFD 설계기준(안)의 피로설계트럭모형과 현 도로교설계기준의 DB-24 하중에 대한 피로파괴 신뢰도해석을 수행하였다. 피로한계상태함수는 Miner의 피로손상법칙을 확률변수의 함수로 나타내고 이들 확률변수에 대하여 국내 통행트럭 등의 실측 통계자료를 분석하여 구한 통계치와 문헌에 보고된 결과를 조사하여 구한 통계치를 적용하여 지간별 및 피로상세별 신뢰도지수를 Rackwitz-Fiessler법으로 구하고, 신뢰도해석 결과를 분석하여 LRFD 설계기준(안)의 피로설계트럭모형을 제안하였다. 아울러, 제안된 피로설계트럭모형을 적용하여 단경간 및 3경간 연속 플레이트 및 박스 거더교의 총 16개 실교량에 대한 피로설계를 수행하고, 설계결과를 현 도로교설계기준의 DB-24 하중에 의한 피로설계 결과와 비교하여 LRFD 피로설계트럭 모형의 적용성을 검토하였다.