• 제목/요약/키워드: 비선형 운동

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보행 시 퇴행성 관절염 환자의 동적 안정성 분석 (Dynamic Stability Analysis of Patients with Degenerative Osteoarthritise during Walking)

  • 류지선
    • 한국운동역학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.21-30
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    • 2008
  • 이 연구는 60대 남자 노인의 정상인들과 무릎 관절염 환자들 사이에 보행 시 국부적인 안정성을 비교하기 위해 선형기법의 변이 계수와 비선형 시계열 동역학 기법의 Lyapunov지수(LyE) 및 상관차원(correlation dimension, COD) 방법을 적용해 분석했다. 분석 결과 선형 운동인 발목의 수직 변위를 통해 관찰한 국부적 안정성은 선형 기법의 변이 계수를 통해 관찰한 결과 정상인 집단이 무릎관절염 환자 집단보다 불안한 것으로 나타난 반면에 비선형 기법 관찰에서는 두 집단 차이가 없는 것으로 나타났다. 한편 각형 운동인 무릎의 각 변위를 통해 분석된 국부적 안정성은 선형 분석 결과는 두 집단 차이점을 보이지 않았지만, 비선형 기법 결과인 COD 지수는 무릎 관절염 환자가 크게 나타나 결과적으로 보행 시 국부적 불안을 보였다. 이상 본 연구 결과를 종합해 보면 선형 기법의 결과와 비선형 기법의 결과는 일치하지 않았으며, 또한 무릎 관절염 환자의 보행 시 불안정은 발목의 수직 변위인선형에서 보다 무릎 관절 각 변위인 각형에서 뚜렷하게 나타났다.

3축 방향 지반운동이 작용하는 지반-구조물 상호작용계의 비선형 지진응답 해석 (Nonlinear Earthquake Response Analysis of a Soil-Structure Interaction System Subjected to a Three-Directional Ground Motion)

  • 이진호;김재관;김정한
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.317-325
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    • 2016
  • 이 연구에서는 3축 방향 지반운동이 작용하는 지반-구조물 상호작용계의 비선형 지진응답 해석을 수행한다. 비선형 거동이 예상되는 구조물과 지반의 근역은 비선형 유한요소에 의해 모형을 구성한다. 기하학적 형상과 재료 성질이 균일하고 선형 거동을 가정하는 원역지반은 무한 영역으로의 에너지 방사를 정확히 고려할 수 있는 3차원 perfectly matched discrete layer에 의해 수치 모형을 구성한다. 이와 같은 지반-구조물 상호작용계의 수치모형을 사용하여 3축 방향 지반운동이 작용하는 비선형 지진-구조물 상호작용계의 지진응답해석을 수행한다. 3축 방향 지반운동이 작용하는 경우에는 입력 지반운동의 특성에 따라 시스템의 응답이 우세하게 발현되는 방향이 존재하고 그 수준 또한 정밀한 지진응답해석을 통해 산정하여야 한다. 이 연구의 해석기법은 구조물과 지반의 재료 비선형 거동, 기초와 지반 경계면에서의 경계 비선형 거동 등 다양한 비선형 지반-구조물 상호작용 해석에 확장 적용할 수 있을 것이다.

로봇 매니퓰레이터의 비선형 $Η_{\infty}$ 제어 (Nonlinear $Η_{\infty}$ Control of Robot Manipulators)

  • 임종국;박종현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권11호
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    • pp.185-190
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    • 2000
  • 비선형 시스템에 대한 $Η_{\infty}$ 제어 이론은 에너지 소진(energy dissipation) 개념을 기초로 개발되어 왔다. 에너지 소진을 이용한 비선형 $Η_{\infty}$ 제어기는 외란과 성능 벡터 사이의 $L_2$게인의 비를 일정이하로 만드는 방법으로 설계되고, 그 적용을 위해서는 헤밀턴 자코비 부등식의 해를 구하는 것이 필수적이지만, 일반적으로 헤밀턴 자코비 부등식의 해를 구하는 것은 매우 어렵다. 본 논문에서는 로봇 매니퓰레이터의 운동방정식을 변형하여 헤밀턴 자코비 부등식의 해를 구하기 쉬운 형태, 즉 비선형 행렬 부등식으로 표현하고, 운동 방적식을 구성하는 행렬의 각 항들이 한계가 존재한다는 것을 이용하여 그 부등식의 근사해를 구하였다.

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주상체의 비선형 운동(II) -전진동요문제, 파랑중의 운동- (The Nonlinear Motions of Cylinders(II) - Translating and Heaving Problem, Body Motion in Waves -)

  • 이호영;황종흘
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.45-64
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    • 1993
  • 본 논문에서는 전 논문 주상체의 비선형운동(I)[16]의 정합방법과 비선형해법을 이용한 원형실린더의 전진동요문제와 파랑중에서의 실린더의 운동에 관한 결과를 중심으로 보고한다. 완전한 물체표면 조건의 부과에 관하여 스펙트럴방법은 잠수된 경우에 적용할 수 있으나 물체가 부유된 경우에 적용이 어렵다. 그러나 본 방법은 어떤 구속없이 완전하게 적용할 수 있고 자유표면에서는 완전한 비선형 자유표면조건을 시간적분하여 추적한다 본 논문에서는 예로 첫째는 원형실린더가 수면하에서 전진하면서 상하동요하는 경우의 동유체력을 계산하여 Grue[6], Kim[12]의 선형계산과 비교하였고 또 다른 적용으로 부유된 원형주상체의 전진동요 문제를 수치적인 어려움 없이 성공적으로 수행하였다. 두번째는 파랑 중에서 주상체의 운동문제에 관한 계산을 수행하였다. 초기조건의 부과를 위해 가상적인 조파기를 설치하여 2차원 수치수조를 만든 다음 잠수된 원형 실린더를 고정시켜서 계산을 수행하여 비선형동유체력을 구하였고 다음은 2차원 실린더가 파랑중에서 운동할 때 계산을 수행했다.

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최적화 기법에 의한 인체 하지 근골격 시스템의 최적제어 모델 개발 (An optimization approach for the optimal control model of human lower extremity musculoskeletal system)

  • 김선필
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.54-64
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    • 2005
  • 인체 하지 근골격 시스템의 수학적 모델에 대해 최적제어 기법을 이용하여 최대 높이뛰기 운동을 재현하였다. 근육의 비선형 동적특성에 의해 순동역학 접근방법을 사용하였으며 최적제어는 최적화 프로그램인 마이크로 유전알고리즘과 VF02 비선형 최적화 프로그램을 적용하였다. 최대 높이뛰기 운동을 위한 근골격 모델에서 유전알고리즘만으로는 최적해를 얻을 수가 없었다. 유전알고리즘의 해를 비선형 최적화 프로그램의 초기 예측값으로 하여 도약시간에 따른 최적의 운동 신경자극도를 결정하였다. 이러한 접근방법은 초기의 인위적 예측값 없이 최대높이뛰기 운동에 대한 전역해를 제공하였다.

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비선형 무인잠수정을 위한 슬라이딩 모우드 조종기 설계 및 실험적 고찰 (Design and Experimental Evaluation of Sliding Mode Controller Nonlinear Autonomous Underwater Vehicle)

  • ;서주로;서영태
    • 한국해양공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.11-18
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    • 1992
  • 비선형성 및 측정할 수 없는 외란에 영향을 받은 무인잠수정의 깊이 조종을 위한 슬라이딩 모우드 조종기를 설계하였다. 먼저, 성형화 된 운동방정식을 기초로 하여 슬라이딩 표면계수를 수치행석으로 최적화 시켰으며, 이 설계된 슬라이딩 표면을 비선형 운동방정식에 적용하여, 그 특성을 고찰하었다. 마지막으로, 용이하게 설계된 슬라이딩 모우드 조종기를 비선형성과 외란을 갖는 NPS(Naval postgraduate School) 형태의 무인잠수정에 적용하여 얻어진 실험치의 동적 특성을 통해 슬라이딩 모우드의 강인성을 확인하였다.

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지진력을 받는 해양케이블의 동적 비선형해석 (Dynamic Non-Linear Analysis of Ocean Cables Subjected to Earthquakes)

  • 김남일;신현목
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.77-86
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    • 1999
  • 이전의 연구에서 하중증분법을 이용하여 지점 변위를 일으키고 자중. 부력, 그리고 조류력을 받는 해양케이블의 초기평형 상태를 결정하였다 본 연구에서는 이 상태를 기준으로 동적으로 지점운동 또는 지진하중에 대하여 첨가질량 및 케이블운동에 의한 Morison force를 고려한 해양케이블의 동적 비선형해석을 수행한다 지점운동과 지진력을 받는 수중케이블에 대하여 기하학적인 비선형해석을 수행하고 해석결과의 분석을 통하여 해양케이블의 동특성을 파악한다.

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폐쇄된 계의 닫힌 회전 운동에 대한 컴퓨터 씨뮬레이션 모델에 관한 연구 (A study on the computer simulation model of the closed rotating system about the closed system)

  • 정병태
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.181-186
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    • 2007
  • 폐쇄된 계 내부와 외부에서 작용되는 운동에는 선형 열린 운동과 닫힌 운동이 있고 비선형 열린 운동과 닫힌 운동이 있다. 선형 닫힌 운동이 마찰과 같은 외력을 받을시 갇힌 운동이 발생된다. 회전 닫힌 운동에도 마찰과 같은 외력을 받을시 회전 갇힌 운동이 있음을 해석 한다. 회전 닫힌 운동과 갇힌 운동을 액체 실험 장치를 통하여 정량적으로 고찰하고 회전 갇힌 운동이 있음을 분석하여 회전 열린 운동, 닫힌 운동 과 갇힌 운동에 대한 컴퓨터 씨뮬레이션 수식모델을 정한다. 그리고 간단한 운동 장치의 그래픽 구조를 고려 할 수 있도록 소개한다.

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평면내 방향 기진력에 의한 평면밖 방향 운동의 예측 (Prediction of the Out-of-plane Motion due to the In-plane Excitation)

  • ;오일근
    • 한국해양공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.141-149
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    • 1993
  • 삼 자유도를 가진 부유물체의 동적 응답을 이론적으로 연구하였다. 평면내 방향 운동모우드에 대한 지배방정식을 선형화한 후, 그들의 조화해를 평명밖 방향 운동모우드의 방정식과 연성시켰다. 그렇게 해서 주어지는 방정식은 시간에 따라 변화하는 계수를 가진 형태로서, 평면밖 방향의 운동만을 보일 것으로 예측되는 부유물체가 평면밖 방향의 운동을 보일 수도 있음을 밝혔다. 동역학적 불안정성과 그 결과로 나타나는 평면밖 방향의 대진폭 운동을 보이고 있다. 본 결과는 주기적으로 동요하는 부유물체가 서로 연성된 운동을 하는 현상으로도 해석할 수 있다.

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스피커시스템의 저주파 영역에서의 비선형 왜곡 보상에 관한 연구 (A Study on the Nonlinear Distortion Cancellation of the Loudspeaker at Low Frequencies)

  • 두세진
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1993년도 학술논문발표회 논문집 제12권 1호
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    • pp.54-57
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    • 1993
  • 본 논문은 스피커 시스템의 이상적이지 못한 특성으로 인해 발생하는 비선형 왜곡을 분석하고 스피커에 입력하는 신호를 처리함으로써 비선형 왜곡을 감소시키도록 하는 것을 목적으로 한다. 비선형 왜곡의 가장 큰 요인인 강성과 force factor의 비선형성을 변위에 관한 2차함수로 모델링하여 이것을 바탕으로 전처리의 여러 계수를 결정하며 변위를 측정하여 귀환시키는 대신 선형 운동방정식을 적용하여 변위를 예측하도록 함으로써 시스템의 구현을 간단히 할 수 있도록 하였다. 이 왜곡보상시스템을 하드웨어로 설계하였다.

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