• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1579-1584
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• 2011

본 논문에서는 파도의 에너지를 전기에너지로 변환하는 파력발전시스템에 대해 다루며, 발전기 및 12개의 암을 가진 가동물체형 파력발전기를 기구학적 구속조건을 이용하여 다물체 동역학 모델링 하였다. 새롭게 제안하는 파력발전기의 기어 메커니즘과 구속방정식 및 전달되는 힘요소에 대해 동역학적으로 모델링하였다. 파력은 시간영역에서 모리슨 방정식을 이용하여 수치적으로 계산하여 모델에 적용하였다. 시스템 거동해석을 위해 상용 다물체동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS를 이용하였다. 파력발전시스템의 파도에 대한 안정성을 검토하고 동적 거동 특성을 분석하였다. 하중에 따라 거동 특성을 분석한 결과 Yaw 운동은 상대적으로 적게 나타났으며 파고 1 m 이상일 경우 충분한 운동에너지가 발생함을 알 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1992년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.354-358
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• 1992

본 연구에서는 n-차 비선형 로보트 매니퓰레이터에서 링크의 동특성에 액류웨이터의 동특성을 포함시킨 복합모델(Combined Model)의 알고리즘을 제안하였다. 여기서 이 복합 모델의 알고리즘은 고속운전 및 빈번한 부하의 변동시에 중요한 역할을 하는 액류웨이터 모터의 동특성 방정식과 매니퓰레이터 링크의 운동을 묘사하는 동특성 방정식을 포함시킨 알고리즘을 의미한다. 또한 제안된 모델은 선영궤환 및 감결합 변환(Feedback Linearizing and Decoupling Transformation : FLDT)법을 이용하여 선형시스템으로 변환시켰다. 따라서 본 연구에서는 고속운전 및 빈번한 부하의 변동에도 액류웨이터 모터의 전압과 전류를 조절함으로써 효과적으로 제어할 수 있게 하는 매니퓰레이터 모델 알고리즘을 개발하는데 그 목적이 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권1호
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• pp.77-83
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• 2011

본 논문에서는 해상 부유식 풍력타워의 동역학 모델링이 제시되고, 다양한 해상환경하중인 풍하중, 파랑하중을 모델링하여 플랫폼의 동적 거동해석을 수행하였다. 풍하중을 모델링하기 위해 풍속은 높이에 따라 변하도록 고려하였고, 파랑하중은 상대운동 모리슨방정식을 이용하여 모델링 하였다. 동적 거동해석을 위해 동역학해석프로그램인 ADAMS 를 이용하였다. 부유식 플랫폼에 많이 쓰이는 tension leg platform 의 네 가지 타입에 대해 동적 거동특성을 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.30-38
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• 2001

조류를 고려한 조종운동방정식을 정립한 후 선박의 운동변수 뿐만 아니라 외력 및 조류의 방향과 속도도 상태변수로 설정하여 비선형 상태방정식과 측정방정식을 표현하였다. 여기서 외력은 3차의 Gauss-Markov 프로세스로 표시하고, 조류의 방향과 속도는 일정하다고 가정하였다. 상태 추정을 위하여 확장 Kalman-Bucy 필터와 고정간격 스무더를 이용하였다. 기존의 Hwang은 실선 시운전 계측값을 이용하여 동유체력미계수 및 조류의 영향을 동시에 확장 Kalman 필터를 이용하여 추정하였으므로 매개변수의 개수가 상당히 많아지는 반면 모델링 전 추정기법을 사용하면 각각의 동유체력미계수를 추정하는 대신에 3방향의 외력과 조류 변수만을 추정한다. 측정잡음이 포함된 시뮬레이션 측정값을 적용하여 조류 변수를 추정하는 경우 실제값이 잘 추정되는 것을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.450-458
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• 2017

본 연구에서는 곤충모방 날갯짓 비행체의 모델링과 제자리비행을 위한 자세제어 및 고도제어기를 설계하여 동역학 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 곤충모방 날갯짓 비행체의 간략화한 날갯짓 운동, 날갯짓의 병진운동 및 회전운동에 대한 공력, 동체 동역학에 대해 수치모델링을 수행하였다. 제자리비행 자세제어를 위해 날갯짓 비행체가 가지는 시변 비선형 시스템을 선형화하여 설계한 LQR(Linear Quadratic Regulator) 제어기법을 통하여 자세안정화를 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 고도제어를 수행하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 설계된 모델과 제어기의 성능을 확인하였으며 제자리비행을 위한 자세안정화 및 고도 제어가 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다. 또한 날갯짓에 의해 발생하는 주기적인 피칭 모멘트를 주기적인 제어입력을 통해 임계 안정하도록 자세 안정화를 수행하는 것을 확인 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5323-5329
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• 2013

스마트폰의 슬림화를 위한 방법으로 스마트폰의 두께 방향이 아닌 너비 방향으로 진동하는 수평 선형 진동 모터를 여러 회사에서 현재 개발 중이다. 진동 모터 개발과정 중 수학적 모델링을 이용한 방법은 진동을 예측하기 위한 효율적인 방법 중 하나이다. 하지만 실제 수평 선형 진동모터에서는 Lorentz Force에 의한 수평 힘과 진동자 내의 자석과 브라켓 사이에 작용하는 자력에 인한 인력과 진동자 중력에 의한 수직 힘이 발생하여 진동자는 수평 선형 운동이 아닌 비틀림 운동을 하게 된다. 즉, 진동자에 수평 힘만 고려되어져 이상적인 운동으로 가정하는 수학적 모델링은 해석 오차의 발생 원인 중 하나이다. 따라서, 본 논문은 상용 동역학 해석 프로그램인 "DAFUL"을 이용한 진동 모터의 동적해석을 제시한다. 이 해석 프로그램은 진동자에 작용하는 수평, 수직 힘을 모두 고려할 수 있어 실제 진동모터의 움직임에 가까운 운동을 구현하여 수학적 모델링이 가지는 한계를 극복할 수 있다. 또한 "DAFUL"을 이용하여 해석 결과를 검증하기 위해 실험을 행하였고, 각각의 데이터를 비교 및 분석하여 결과를 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권6호
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• pp.71-81
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• 2011

일반적인 내연기관 자동차와는 달리, 전기자동차는 파워트레인을 구성하는 배터리, 인버터, 모터 등의 전기 동력 시스템들이 차량의 주행성능과 동역학 특성에 직접적인 영향을 준다. 따라서 전기 차량의 최종 운동 및 동특성을 예측하기 위해서, 기계 및 전기전자 복합 시스템을 세부적으로 모델링하고 이를 통한 전체 파워트레인의 해석이 필요하다. 본 논문에서는 전기자동차의 최종 출력 성능을 예측하고 분석하기 위한 전기자동차의 파워트레인 시스템의 동적 모델을 유도하였다. 전기적인 신호로부터 최종 기계 동력 시스템으로 전달되는 입출력 변수의 상관관계를 수학적으로 모델링하여 개발하였다. 또한, 전기자동차의 동특성을 시뮬레이션 할 수 있는 기준모델을 Matlab/Simulink 플랫폼 기반으로 개발하였으며, 이를 이용하여 유도된 수학적 분석 모델을 검증하였다. 이를 통하여 속도, 가속도, 추진력 등의 주요 차량 주행성능을 비교 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.709-715
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• 2015

일반적인 무인잠수정과는 달리 수중 글라이더는 별도의 추진체를 가지지 않고 부력과 중력의 차이에 의해서 추진력을 얻게 된다. 추진력을 얻기 위해 부력을 조절하게 되며, 부력의 변화는 부력엔진을 이용하며 수중 글라이더의 체적을 변화시킨다. 또한, 수중 글라이더의 자세를 제어하기 위해 별도의 방향타를 사용하지 않고 내부의 자세제어기를 이용하여 내부 이동질량의 위치변화를 이용한다. 내부 이동질량의 위치변화에 의한 질량중심과 질량관성모멘트의 변화가 발생하게 되며 이로 인해 수중 글라이더의 자세가 변화하게 된다. 본 논문에서는 수중 글라이더의 기구학적 특성과 운동특성을 반영한 비선형 6자유도 운동방정식을 유도하고 이를 이용한 운동 시뮬레이션을 수행하였다. 자세제어기를 이용하여 수중 글라이더의 종동요각과 횡동요각 제어 운동 시뮬레이션을 수행하였으며, 종동요각과 횡동요각 제어에 따른 수중 글라이더의 운동특성을 해석하였다.

• 기계저널
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• 제33권1호
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• pp.22-32
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• 1993

본드선도는 물리적 등가가 적용되는 모든 상사 시스템을 대단히 조직이며 일관성 있게 모델링할 수있을 뿐만 아니라 시스템의 동적 방정식을 제어동역학 관점에 유리한 상태방정식으로 직접 유도할 수 있다. 또한 본드선도는 모델링 단계에서 무시된 각 요소들의 동적 특성 즉, 기계시스 템에서 회전축의 탄성처짐이나 운동 물체들 사이의 마찰 효과 전기 . 자기시스템에서 자속유출량, 그리고 유체 . 유압시스템에서 밀봉부분의 유량손실이나 압축성 유체 특성 등을 기곤에 구성된 본드선도의 변경 없이 각 특성들이 나타나는 본드상에 적절한 접합요소와 함께 단순히 첨가하여 고려할 수 있기 때문에 모델링 과정을 다시 반복하지 않고도 무시된 동적 특성들이 전체시스템에 미치는 영향을 파악할 수 있다. 특히 본드선도가 에너지 변환 장치나 에너지 유동 메카니즘이 복잡한 다에너지역 시스템 등에 거동이 전체시스템에 미치는 효과를 시각적으로 보다 세밀히 파악할 수 있을 뿐만 아니라 구성된 본드선도에 인과관계를 할당하여 본드선도의 접합요소를 통하여 유도된 최종적인 동적 방정식이 현실적으로 실현 가능한 물리시스템인지 파악할 수 있어 본드선도 모델링 단계에서 시스템을 묘사하는 동적 방정식의 옳고 그름을 평가할 수 있다. 이와 같이 본드선도는 기계, 전기 . 자기, 유체 . 유압, 열 시스템 및 이들이 조합된 복잡한 다에너지역 시스템 등을 효과적으로 모데링할 수 있는 매우 유용한 동적 시스템 모델링 방법이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1674-1678
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• 2008

본 연구에서는 심장의 세포 변화에서부터 혈류 순환의 시스템 변화까지 일련의 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 통합모델을 개발하였다. 본 통합 모델을 이용하여 대동맥의 탄성도 변화 따른 Pulse Wave Velocity를 추정하였으며 심근의 수축 Mechanics의 변화를 시뮬레이션 하였다. 심장은 단순한 구 형상으로 모델링 되었다. 특히 동맥순환의 특성인 Wave propagation 과 Wave deflection의 현상을 모델링하기 위해 기존 모델에서 사용된 동맥계 순환 모델을 수정하였다. 즉 기존의 동맥 모델을 1차원의 운동방정식과 연속방정식을 기반으로 하는 Distributed arterial model로 대체하였다. Distributed arterial model은 혈액의 점성에 의한 에너지 손실, 혈관의 점탄성 효과 그리고 분지 되는 혈관에서의 에너지 손실을 포함하는 정교한 동맥 순환 모델이다. 정교한 동맥계 순환 모델의 동맥 탄성도 값을 조절함으로써 탄성도 변화에 대한 PWV를 계산 할 수 있었다. 이러한 수치적 방법을 사용하여 노화에 따른 동맥벽 탄성도의 저하가 심근세포의 Cross-bridge 동역학에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다.