• 제목/요약/키워드: nonlinear dynamics

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Unscented 칼만필터를 이용한 관성센서 복합 고장검출기법 (Hybrid Fault Detection and Isolation Method for Inertial Sensors Using Unscented Kalman Filter)

  • 박상균;김유단;박찬국;노웅래
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.57-64
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    • 2005
  • 2자유도 관성센서는 두 입력축이 기계적으로 연관되어 있기 때문에 해당하는 관성센서의 두 입력축에 동시에 고장이 발생할 확률이 매우 높다. 따라서 하드웨어 여분만으로 고장검출 및 분리를 수행하기 위해서는 최소한 4개의 관성센서를 사용하여야 한다. 2자유도 관성센서를 3개 중첩해서 사용하는 경우 기존의 하드웨어 여분기법으로는 고장검출은 가능하나 고장분리가 불가능하다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해서 비선형 필터인 Unscented Kalman Filter를 이용하여 얻은 정보를 해석적 여분으로 활용하여, 하드웨어 여분과 해석적 여분을 동시에 고려한 복합 고장검출기법을 제안하였다. 제안한 복합 고장검출기법의 성능을 검증하기 위해서 비선형 항공기 수치 시뮬레이션을 수행하였다.

비행체 운동 역학 기반 경로 추종 시선각 유도 법칙 설계 (Design a Path Following Line-of-Sight Guidance Law based on Vehicle Kinematics)

  • 유동일;심현철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.506-514
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    • 2012
  • 본 논문에서는 비행체의 운동 역학을 고려한 경로 추종을 위한 시선각 유도 법칙의 유도 게인 설계 기법에 대해 기술하였다. 비례-미분 게인과 접근 거리의 설계 변수로 구성된 시선각 기반 유도 법칙은 유도 게인 결정시 대부분 경험적 또는 실험적인 방법으로 설계하는 것이 일반적인데 이러한 경우 정밀하고 일관적인 경로 추종 성능 보장이 어렵고 비행체 기동 한계 및 운용 속도 등에 따라 설계 변수를 재설계해야하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 비행체의 속도에 따른 운동 역학을 고려하여 설계 변수의 개수를 최소화하고 비행 속도에 따라 유도 법칙 게인이 변화되어 정밀한 경로 추종이 가능할 뿐만 아니라 안정적이고 일관된 성능을 갖는 유도 법칙의 게인 설정 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 비행체의 자세에 대한 1차 응답 속도를 고려한 비선형 시뮬레이션을 수행하여 추종 성능을 평가하였으며 선형 경로와 원형 경로에 대한 비행 시험 을 통해 추종 성능 및 알고리듬의 타당성을 실험적으로 확인하였다.

정상혈압환자와 고혈압환자의 마취전후의 근사엔트로피의 비교 (Approximate Entropy of hypertension: Effect of Anesthesia)

  • 염명걸;김희수
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1996년도 추계학술대회
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    • pp.368-371
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    • 1996
  • Background: Recently, measure of heart rate variability and the nonlinear "complexity" of heart rate dynamics have been used as indicators of cardiovascular health. Several investigators have demonstrated that heart rate variability decreased in aging, congestive heart failure and coronary heart disease. Because hypertensive patients showed alternation of cardiovascular homeostasis, we designed this study to evaluate the effect of anesthesia in hypertensive patients with approximate entropy (ApEn). Methods: With informed consent, eighteen normotensive patients and eighteen hypertensive patients were given no premedication. ECG data were collected from 10 minutes before induction to 15 minutes after induction. Collected ECG data were stored into computer binary files. We calculated ApEn from the collected ECG data. Results: Before induction, ApEn of hypertensive patients was significantly lower than normotensive patients(p<0.05). During induction and maintain of anesthesia, there was no difference of ApEn between two groups. During induction and maintain of anesthesia, in normotensive group, ApEn was significantly lower than that of preinduction(p<0.05). And ApEn during maintain of anesthesia was lower than that of induction(p<0.05). During maintain of anesthesia, in hypertensive group, ApEn was significantly lower than that of preinduction(p<0.05). Conclusions: Before induction, ApTn of hypertensive patients is significantly lower than normotensive patients. As anesthesia was deepened, ApEn of two groups were decreased. Because the baroreflex of hypertensive patients is already decreased, decreasing of ApEn of hypertensive patients during anesthesia is less than that of normotnesive patients.

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강원도 양양 남대천에서 채집된 일본재첩, Corbicula (Corbicula) japonica Prime의 수산자원학적 연구 (Population Dynamics of Corbicula ( Corbicula) japonica Prime from Namdae Stream in Yangyang, Korea)

  • 권대현;강용주;김완기;이채성
    • 한국수산과학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.686-695
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    • 2002
  • Samples of Corbicula ( Corbicula) japonica Prime of Namdae Stream in Gangnung were collected from November 2000 to October 2001. Age of C. (C.) japonica was determined from the rings on the shell, The shell length of the samples ranged from 8 mm to 38 mm. The ring on the shell was formed once a year in March. Von Bertalanffy's growth parameters were estimated using a nonlinear regression method, asyinptotie shell length ($L_{\omega}$) was 48,98 mm, K was 0.20421year, theoretical age at 0 shell length $(t_0)$ was 0.3169 year, and asymptotic total weight ($W_{\omega}$) was 41.37 g. The formula of allomeky between shell length (L, mm) and total weight (W, g) of the brackish water clam was W=3.42$\times$10^{-4}L^{3}. The annual survival rate was estimated at 0.3799, instantaneous coefficient of natural mortality was 0.5007/year, and instantaneous coefficient of fishing mortality was 0.46721year. The age at first capture was estimated at 2.1593 year using shell length compositions of the brackish water clam, The current yield-per-recruit at 0.4672/year of fishing mortality was 0.6595 g. F_0.1 was estimated at 0.1865/year, Acceptable biological catch was estimated at 14.4 metric ton.

복수의 임펄스 응답을 이용한 강우-유출 해석 (Rainfall-Runoff Analysis Utilizing Multiple Impulse Responses)

  • 유철상;박주영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.537-543
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    • 2006
  • 최근들어 강우-유출 현상에 관한 비선형 모델링에 관하여 많은 연구가 있어 왔는데, 그 중에서도 신경망을 이용한 결과는 매우 성공적인 것으로 보고되어 왔다. 선형 구조가 갖는 근본적인 한계성으로 인하여, 이 분야에 선형 모델을 활용하는 것은 신경망을 사용하는 경우에 비하여 불리할 것으로 여겨지곤 한다. 하지만 우리는, 선형 모델의 경우 주어진 문제가 갖는 근본적 동특성의 원리를 보다 잘 이해할 수 있도록 해주므로, 적절한 확장 과정을 거치면 선형 임펄스 응답의 개념은 매우 경쟁력 있는 도구가 될 수 있을 것으로 생각한다. 이러한 생각에 따라, 본 논문에서 우리는 복수의 임펄스 응답의 이용을 강우-유출 해석의 문제에 적용하는 방안을 제안한다. 제안된 방법은 복수의 임펄스 응답 모델 사이에 적용되는 단순하고 고정된 스위칭 전략에 기반을 두고 있으며, 각 임펄스 응답은 음이 아닌 성분을 갖도록 하고, 동시에 한개의 봉우리만 갖는 형태를 만족하도록 한다. 우리나라의 특정한 지역의 수문기상학 자료를 대상으로 하여 적용해 본 결과, 제안된 방법은 매우 의미 있는 결과를 제공함을 보여주었다.

Improvement of WRF forecast meteorological data by Model Output Statistics using linear, polynomial and scaling regression methods

  • Jabbari, Aida;Bae, Deg-Hyo
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.147-147
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    • 2019
  • The Numerical Weather Prediction (NWP) models determine the future state of the weather by forcing current weather conditions into the atmospheric models. The NWP models approximate mathematically the physical dynamics by nonlinear differential equations; however these approximations include uncertainties. The errors of the NWP estimations can be related to the initial and boundary conditions and model parameterization. Development in the meteorological forecast models did not solve the issues related to the inevitable biases. In spite of the efforts to incorporate all sources of uncertainty into the forecast, and regardless of the methodologies applied to generate the forecast ensembles, they are still subject to errors and systematic biases. The statistical post-processing increases the accuracy of the forecast data by decreasing the errors. Error prediction of the NWP models which is updating the NWP model outputs or model output statistics is one of the ways to improve the model forecast. The regression methods (including linear, polynomial and scaling regression) are applied to the present study to improve the real time forecast skill. Such post-processing consists of two main steps. Firstly, regression is built between forecast and measurement, available during a certain training period, and secondly, the regression is applied to new forecasts. In this study, the WRF real-time forecast data, in comparison with the observed data, had systematic biases; the errors related to the NWP model forecasts were reflected in the underestimation of the meteorological data forecast by the WRF model. The promising results will indicate that the post-processing techniques applied in this study improved the meteorological forecast data provided by WRF model. A comparison between various bias correction methods will show the strength and weakness of the each methods.

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고속전철의 임계속도와 헌팅현상 해석 (Analysis of the Critical Speed and Hunting Phenomenon of a High Speed Train)

  • 송기석;구자춘;최연선
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.342-348
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    • 2014
  • 차륜과 레일의 접촉은 크리프를 유발한다. 크리프 증가에 따라 크리프력이 선형적으로 증가한다고 가정하는 선형 크리프 이론은 철도차량의 진동이 무한히 발산하는 주행속도인 임계속도를 결정한다. 그러나 실제 크리프력은 일정값에 수렴하며 철도차량의 횡진동은 무한히 증가되지도 않는다. 본 연구에서는 비선형 크리프 이론인 Vermeulen이론, Polach이론, 실제 차륜과 레일의 형상을 고려하여 계산된 줄이론 등을 6 자유도 대차모델에 적용하여 철도차량의 동특성을 검토하였다. 그 결과 철도차량의 진동은 특정 주행속도 이상에서 한계사이클을 만들었으며, 크리프 곡선의 기울기가 클수록 한계사이클이 발생하는 주행속도는 낮아졌다. 또한 한계사이클은 플랜지 접촉으로 인해 그 크기가 제한되는 헌팅현상이 발생됨을 알았다.

비선형 점탄성 부싱모델의 회전방향모드에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study of Nonlinear Viscoelastic Bushing Model for Torsional Mode)

  • 이성범;이성재;전성철;송동률;정재영;박찬석;이우현
    • Elastomers and Composites
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    • 제43권1호
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    • pp.25-30
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    • 2008
  • 자동차 부싱은 차체로 전달되는 하중을 줄여주는 역할을 하는 자동차 현가장치의 주요 부품으로 바깥쪽 슬리브와 안쪽의 축 사이에서 가운데가 비어 있는 실린더의 형상을 가진다. 차축에 작용되는 힘과 모멘트에 대한 부싱의 상대변위 및 변형각도는 점탄성 성질을 나타내며, 부싱에서 힘과 모멘트와 이에 대한 변위와 변형각도의 관계는 다물체 동역학 시뮬레이션에 매우 중요하다. 본 연구는 자동차 부싱의 회전방향 모드에 대한 모멘트와 변형각도의 점탄성 관계를 변형각도에 의존하는 모멘트 완화함수를 통하여 부싱모델을 완성하였으며, 완성된 점탄성 부싱 모델은 회전방향 모드에 대한 실험값과 비교하여 검증하였다.

Dicom file을 이용하여 만든 신체 맞춤형 3D print 손가락 보조기 제작 (Produced Body Customized 3D Print Finger Brace using Dicom File)

  • 최현우;박지은;김정훈;서안나;이종민
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.597-603
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    • 2019
  • 임상에서 사용하는 진단 검사 장치인 전산화 단층촬영기(CT)를 이용하여 Dicom 파일을 획득하였습니다. Dicom 파일과 3D 프로그램, 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하였습니다. 손가락 보조기(Finger brace)는 인체를 대상으로 하기 때문에 형태의 정밀도가 매우 중요합니다. 3D Print는 정밀도가 우수하고, 재료가 다양하고, 출력 시간이 짧은 이점이 있습니다. 임상에서는 알루미늄 보호대나 의료기 업체의 손가락 보호대가 한정적입니다. 3D 프린터로 손가락 보조기(Finger brace)를 제작하면, 환자의 손가락 외상, 질병, 변형의 치료에 이용할 수 있는 정밀한 형태의 맞춤형 손가락 보조기(Finger brace)를 환자에게 적용할 수 있을 것이라고 기대합니다.

공간 제약 효과에 따른 전기와류 불안정성의 동역학 전이 (Dynamics Transition of Electroconvective Instability Depending on Confinement Effect)

  • 이승하;현철헌;이효민
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권4호
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    • pp.626-631
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    • 2021
  • 전기투석장치, 전기화학 전지, 미세유체역학 분석 장치 등에서 사용하는 이온 교환 막 근처의 대표적인 비선형 전기동역학 현상은 전기와류 불안정성이다. 전기투석 장치에서 전기와류 불안정성은 물질 전달 속도 증폭을 통해 물질 전달에 대한 이점을 제공한다. 그러나 전기화학 전지나 미세유체역학 장치에서 발생하는 불안정성은 원치 않는 물질 전달 기작을 유발시킨다. 본 연구에서는 전기와류 불안정성의 제어하기 위해, 인가 전압과 공간 제약 효과의 전기와류 불안정성에 대한 영향을 연구하였다. 그 결과, 인가 전압과 공간 제약의 정도에 따라 불안정성의 동역학이 안정 영역 - 고정 영역 - 혼돈 영역 순으로 전이됨을 밝혀내었다. 더불어, 동역학 전이에 대한 안정성 곡선을 수치적으로 결정하였다. 결론적으로, 공간 제약 효과는 전기동역학적 혼돈을 제어할 수 있는 효과적인 기작으로 활용 가능할 것이다.