• 제목/요약/키워드: 위상최적설계 기법

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주파수 해석을 통한 PSFB 컨버터 스너버 저항 최적설계 기법 (Snubber Resistor Optimization by Frequency Domain Analyze for PSFB Converter)

  • 고재학;오승민;김학원;조관열
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.80-82
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    • 2018
  • 위상천이 풀-브릿지 컨버터(PSFB converter)는 다양한 전원장치에 응용되고 있다. 하지만 2차측에 링잉(ringing)현상이 생겨 다이오드에 과도한 전압 스트레스를 유발하는 문제가 있다. 링잉 현상을 억제하기 위해 스너버 회로를 추가하여 사용해야 하지만 저항 값에 대한 주파수응답 해석이 이루어지지 않아 스너버 튜닝에 많은 시간이 소요되었다. 본 논문에서는 저항 값에 따른 스너버 회로의 주파수 응답특성 분석을 통해 링잉으로 인한 전압 스파이크를 최소화 할 수 있는 저항 값 선정 기법을 제안하며 PSIM/Matlab 시뮬레이션으로 검증한다.

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Frequency Filter를 사용한 MRI 영상 화질의 향상 (Improving Image Quality of MRI using Frequency Filter)

  • 김동현
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권11호
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    • pp.309-315
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    • 2009
  • MRI로부터 얻어지는 영상신호는 주파수 영역 데이터에 주파수 필터를 적용한 후 이를 역 퓨리에 변환하여 영상을 재구성하는 방법을 적용하고 있다. 의료 영상들을 임상에서 효율적으로 활용할 수 있도록 하기 위해 다양한 영상처리 기법들이 사용되고 있다. 즉 영상 진단 장비로 획득한 영상을 전처리과정(Preprocessing)을 수행하는 영상처리 기법과 이차원 영상을 삼차원으로 나타내는 영상 재구성 방법, 영상을 효율적으로 저장하고 전송하기 위한 영상 압축 기법과 복원 기법 등이 있다. 그리고 다양한 영상기기들로부터 획득한 영상을 조합하여 진단에 활용하는 기법, 영상기기 또는 주위 환경으로부터 발생한 로이즈 및 이물질의 제거, 영상의 신호강도와 신호대잡음비 (SNR, Signal to Noise Ratio)를 증가시키고 대조도를 향상시켜 영상의 화질을 개선하는 기법 등이 있다. 본 논문에서는 MRI로부터 획득한 k-space 데이터의 주파수 및 위상 성분을 변화시킬 수 있는 필터들을 설계한 후 각각의 특성을 비교 분석하여 임상에서 질환의 진단에 적용 가능한 최적의 필터, 즉 변형된 Fermi-Dirac 필터를 고안하였고 이 필터는 기존 MR 영상보다 영상의 화질을 개선시키는 것을 알 수 있었다.

새로운 성형 반사판 기반의 이동 위성 통신 안테나 설계 (Novel Mobile Satellite Communication Antenna Design Based on Shaped-Reflector)

  • 정영배;박성욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.826-831
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    • 2008
  • 본 논문은 이동 위성 통신을 위한 성형 반사판 기반의 하이브리드 안테나 설계에 대하여 서술한다. 하이브리드 안테나는 성형 반사판과 $1{\times}8$ 배열의 선형 위상 배열 안테나로 이루어진 급전부로 구성되며, 최소의 개구면으로 안테나에 요구되는 최적의 성능을 구현하기 위하여, 반사판 성형화 기법이 적용되었다. 또한, 급전부 설계에 있어서, 능동 배열의 수를 최적화함으로써 전체적인 안테나의 제작 단가를 최소화 할 수 있다는 장점을 갖는다. Ka-대역에서 설계된 본 안테나는 앙각 방향 $+45^{\circ}$를 기준으로 ${\pm}3^{\circ}$ 범위에서 빔 패턴을 전기적으로 제어할 수 있으며, 부엽 레벨을 포함한 안테나 빔 패턴에 대해서는 ITU-R S.465-5에 만족하도록 설계되었다.

LTCC 기법을 이용한 초소형 VCO 설계 및 구현 (Design and Implementation of Miniature VCO using LTCC Technique)

  • 김태현;권원현;이영훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.1176-1183
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    • 2003
  • 본 논문에서는 1.6 ㎓ PCS 대역 초소형 전압제어발진기를 LTCC 기술을 이용하여 구현하였다. 상용부품들을 사용하여 VCO 회로를 설계하고, LTCC 기판 내부에 실장될 인덕터, 캐패시터들을 시뮬레이션을 통하여 최적으로 설계하였다. 설계된 수동소자들은 시뮬레이션을 위하여 등가회로로 모델링한 후 회로 파라메타를 추출하였다. 모델링된 내장형 부품과 21층 구조의 LTCC 기 판을 이용하여 전압제어 발진기를 설계하였으며, 4.0${\times}$4.0${\times}$1.6 ㎣ 크기의 VCO를 제작하였다. 제작된 전압제어 발진기의 동작전압은 2.7 V, 소모전류는 최대 8.5 ㎃ 이하이었으며, 동작주파수는 1,620∼l,650 MHz이다. 또한 동작주파수 내에서의 위상잡음특성은 100 KHz offset에서 -ll2.67 ㏈c/Hz의 우수한 특성을 지녔으며, -30 ㏈ 이상의 고조파억압특성을 보였다.

열응력 제한조건이 고려된 위상최적화 기법을 이용한 광학 미러 플렉셔 마운트 최적설계 (Optimal Design of the Flexure Mount for Optical Mirror Using Topology Optimization Considering Thermal Stress Constraint)

  • 이경호;이중석
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.561-571
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    • 2022
  • An optical mirror assembly is an opto-mechanically coupled system as the optical and mechanical behaviors interact. In the assembly, a flexure mount attached to an optical mirror should be flexible in the radial direction, but rigid for the remaining degrees of freedom for supporting the mirror rigidly and suppressing the wavefront error of the optical mirror. This work presents an optimal design of the flexure mount using topology optimization with thermal stress constraint. By simplifying the optical mirror assembly into finite shell elements, topology optimization model was built for efficient design and good machinability. The stress at the boundary between the optical mirror and the mount together with the first natural frequency were applied as constraints for the optimization problem, while the objective function was set to minimize the strain energy. As a result, we obtained the optimal design of the flexure mount yielding the improved wavefront error, proper rigidity, and machinability.

위상최적화 기법을 이용한 사출 금형 최적 설계 (A Study on Injection Mold Design Using Topology Optimization)

  • 김미진;최재혁;백경윤
    • 한국기계가공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.100-106
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    • 2022
  • Topology optimization is applied for the optimal design of various products to ensure weight reduction and productivity improvement. Reducing the weight of the mold while maintaining its rigidity can ensure shortening of the production cycle, stabilization of the mold temperature, and reduction of mold material costs. In this study, a topology optimization technique was applied to the optimal design of the injection mold, and a topology-optimized model of the mold was obtained. First, the injection mold for the square specimens was modeled. Subsequently, a structural analysis was performed by implementing a load condition generated during the injection molding process. Topology optimization was performed based on the structural analysis results, and the models of the initial and topology-optimized designs were manufactured at 1/4 magnification using a 3D printer. Consequently, compared with the existing model, the weight of the topology-optimized model decreased by 9.8%, and the manufacturing time decreased by 7.61%.

대면적 표면처리용 광폭 임펠러의 경량 설계 및 구조적 안정성 (Lightweight Design and Structural Stability of Wide Impeller for Lage-area Surface Treatment)

  • 김태형;정준형;차준명;석태현;이세창
    • 에너지공학
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    • 제29권3호
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    • pp.18-24
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    • 2020
  • 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 대면적 표면처리가 가능한 경량 광폭 임펠러를 설계하였으며 구조적 안정성을 확인하였다. 먼저 위상최적화를 통해 경량 브라켓 해석모델을 수립하였으며, 구조해석을 통해 최적의 모델을 선정하였다. 3차원 경량 광폭 임펠러의 굽힘변형 해석을 수행하였으며 허용변형량 범위에 포함되었다. 또한 진동해석을 수행하여 1차 모드 고유진동수를 얻었으며 위험속도식에 대입하여 안전 운전속도(RPM) 기준을 제시하였다. 궁극적으로 본 연구의 해석적 기법이 경량 광폭 임펠러 설계에 유효함을 확인하였다.

선택적 요소방법을 이용한 구조 형상최적 설계기법의 개발 (Development of a Structural Shape Optimization Scheme Using Selective Element Method)

  • 심진욱;박경진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권12호
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    • pp.2101-2109
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    • 2003
  • Structural shape optimization offers engineers with numerous advantages in designing shapes of structures. However, excessive relocation of nodes often cause distortion of elements and eventually result in degrade of accuracy and even halts of processes. To overcome these problems, an effective method, Selective Element Method(SEM), has been developed. This paper describes the basic concept of SEM and processes to implement into real-world problem. 2-D and 3-D shape optimization problems have been chosen to show the performance of the method. Though some limitations have been found, it was concluded that SEM can be useful in general shape optimization and even in some special cases such as decision of optimal weld line location.

전방향성 액추에이터를 위한 제어 방법 (Control Method of Omni-directional piezoelectric actuator)

  • 정우석;강종윤;김정도;윤석진
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.50-50
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    • 2008
  • 본 연구에서는 전방항성 초음파 액추에이터의 제작, 시뮬레이션, 구동 드라이버 제작, 제어 방법에 대하여 연구하였다. 우선, 시뮬레이션 툴인 ATILA를 사용하여 전방향성 초음파 액추에이터를 설계하였고 구동 주파수, 어드미턴스 특성 그리고 액추에이터의 움직임을 분석하여 최적의 구동 주파수 영역을 파악하였다. 실제 구동을 확인하기 위하여 액추에이터 스테이지와 구동 드라이버를 개발 하였다. 전방항성 액추에이터 스테이지의 구조는 액추에이터와 4개의 볼 베어링이 알루미나 볼을 압착하는 형태이며 세라믹에 인가되는 사인파의 위상차에 의하여 4개의 방향으로 구동 할 수 있다. 또한, 액추에이터를 위치 제어를 위하여 로터리 엔코더 두 개를 사용하여 구의 움직임을 파악하였고 PID 제어기법을 사용하여 액추에이터의 움직임을 제어하였다. 스테이지 구조상 엔코더의 $70^{\circ}$ 내에서만 구동 가능하며, 실험 결과를 통하여 전방향성 초음파 액추에이터는 약 $1.2^{\circ}$의 분해능을 가지고 구동영역 내 원하는 좌표로의 이동이 가능했고, 향후 고 정밀 관절 및 인공 눈에 응용 가능할 것으로 사료된다.

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1,000 km의 NZ-DSF를 전송하는 640 Gbps WDM 시스템에서 최적 파라미터를 갖는 Mid-Span Spectral Inversion 기법 (Mid-Span Spectral Inversion Technique with Optimal Parameters in 640 Gbps WDM Transmission System over NZ-DSF of 1,000 km)

  • 이성렬
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.50-58
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    • 2007
  • 본 논문에서는 장거리 다채널 광 전송 시스템에서 MSSI(Mid-Span Spectral Inversion) 기술의 유용성을 확장하기 위하여 1,000 km의 비영 분산 천이 광섬유로 구성된 $16{\times}40$ Gbps WDM 시스템에서 광 위상 공액기 (OPC ; Optical Phase Conjugator)의 최적 위치와 광섬유 구간의 최적 분산 계수를 도출한다. 유도된 이들 최적 파라미터들을 WDM 시스템에 적용하면 전통적인 MSSI 기술이 적용된 WDM 시스템에 비해 모든 채널의 보상 정도를 매우 크게 개선할 수 있는 것을 확인하였다. 따라서 제안된 최적 파라미터들은 OPC를 다채널 WDM에 적용하는데 있어 형성하지 못하면 심각한 문제를 발생시키는 OPC에 대해 광 전력과 국부 분산량을 대칭화시키는 방법을 대체할 것으로 기대된다. 본 논문에서 제안한 방법을 실제 WDM 시스템에 적용함으로써 유연한 시스템 설계가 가능할 것이다.

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