본 연구는 기존 재활치료전문가의 경험 기반 재활치료 훈련기법에서 진일보하여 보다 객관적인 데이터 기반의 효율적인 재활치료 지원이 가능한 보조시스템을 개발하고자 하였다. 근육의 움직임에 따른 활동전위를 측정하는 근전도와 실제 근육의 움직임에 따른 활동 상태를 가속도 및 자이로센서를 활용하여 측정함으로써 재활치료 시 보다 객관화된 데이터의 축적과 치료계획의 수립이 가능하다. 이를 위하여 본 연구에서는 재활치료 중 근전도 신호와 가속도, 자이로 센서를 결합한 재활운동효과 모니터링 시스템을 구현하였다. 그리고 구현된 시스템의 성능평가를 위해 피실험자 5명을 대상으로 다양한 재활치료 운동방법별 근전도 신호와 가속도 및 자이로센서 신호를 측정 및 분석하였다.
자이로의 불감응영역은 외부 회전이 인가되고 있음에도 불구하고 이를 감지하지 못하는 영역을 말한다. 본 논문에서는 모델링/시뮬레이션을 이용하여 불감응영역의 원인을 분석하고 불감응영역을 제거하기 위해 디지털 펄스 디더링 기법을 도입하였다. 900m 광섬유를 적용한 3축 자이로 시스템으로 시험한 결과, 디더 진폭, 주파수, 그리고 자이로 루프이득의 조합에 의해 불감응영역이 효과적으로 제거될 수 있음을 확인하였다.
공진기 진동형 링레이저 자이로가 외부에서 입력되는 각도변화만을 검출하여 출력하기 위해서는 링레이저 출력으로부터 공진기의 각진동 운동에 의한 출력을 제거하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 공진기 진동형 링레이저 자이로에서 공진기의 각진동을 검출하는 각속도 센서 출력을 V-F 변환하여 링레이저 출력을 보상하는 dither-stripping에 대하여 논의하였다. 우리는 V-F 신호의 offset을 제거하기 위하여 V-F 신호의 미분값을 취하고 또한 미분값을 취함으로서 변화되는 위상을 보상하기 위하여 아날로그 적분기로 위상을 보정하는 방법과 링레이저 신호 또는 V-F 신호의 검출 시점을 지연시키는 방법을 개발하였다. 그리고 링레이저 출력과 V-F 신호 사이의 환산을 위하여 분산을 이용하여 이득을 산출하는 방법을 개발하였다. 우리는 이와 같은 방법을 적용하고, dither trapping 방법과 비교하는 실험을 통하여 효과를 분석하였다.
본 논문은 제어 모멘트 자이로를 장착한 위성의 효율적인 기동성능 분석을 위한 지표로 활용되고 있는 유효 각운동량 차트(FAM Chart)를 설계 및 분석한다. 최근 인공위성의 고기동성에 대한 요구가 증가함에 따라 위성에게 주어진 임무를 보다 효과적으로 수행하기 위하여 고 토크 발생기인 제어 모멘트 자이로(CMGs)에 대한 관심이 상승하고 있는 추세이다. 다만 CMG는 특정 방향으로 제어 토크가 발생하지 않는 특이점 문제가 존재하므로 이를 개선하기 위하여 본 논문은 지붕형 배치를 따르는 두 쌍의 제어 모멘트 자이로(TPCMGs)를 장착한 위성 시스템에 대하여 고려하였으며, 특이점 발생 가능 공간 및 구동기 제한으로 인한 토크 오류 발생 공간을 제외한 김벌 공간을 새롭게 정의하여 이에 따른 유효 각운동량 공간을 FAM 차트라 칭함으로써, 해당 공간 내의 위성 3축 파라미터들을 수학적으로 도출해낼 수 있으므로 효과적인 위성 기동성능 분석이 가능함에 의의가 있다.
링레이저 자이로에는 입력각속도가 작은 영역에서 비선형적인 출력현상인 lock-in이 발생하는데 이를 제거하기 위하여 레이저 공진기에 정현파 각진동을 인가하는 방법이 주로 적용된다. 그러나, 그 방법을 적용하는 경우에도 각진동 회귀점에서 lock-in에 의한 오차가 남아있게 되는데, 이들 오차에 의하여 링레이저 자이로의 일반적인 오차특성인 랜덤웍이 발생된다. 이 lock-in에 의한 오차를 제거하기 위한 많은 연구결과 중의 한 방법으로써 lock-in오차 보상방법은 공진기 각진동 회귀점을 통과하기 전과 후의 맥놀이신호 주기를 비교하여 오차를 추정하고 보상하는 방법이다. 본 연구에서는 자이로 모델링 및 수치해석적인 방법으로, 이 lock-in오차 보상방법의 이론적인 적용 가능성을 분석하고, 현재 가능 할 것으로 판단되는 맥놀이 신호주기 측정 분해능을 감안하여 이 방법의 적용 효과를 분석하였다. 그 결과 lock-in오차 보상방법에 의하여 랜덤웍이 약 1/2~1/3로 감소될 수 있음을 알 수 있었다. 그러므로 이 방법은 항법장치의 정렬시간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 방법이 될 것으로 기대된다.
There exist two critical in application of the magnetic bearing system. One is the control axis interference caused by gyroscopic effect and the other is the vibration caused by the unbalance on the rotor. To solve both problems at the same time, first, a centralized full-state feedback controller based on the LQR control theory was designed to compensate for the gyroscopic effect. Second, disturbance rejection control input based on the observer was designed to avoid the vibration causer by the unbalanced rotor. Balancing input computer accroding to LQR and output of the observer were derived in term of rotational speed. Effectiveness of the on-line balancing was verified through numerical simulation. The developed observer-based controller was also applied to the linear and nonlinear magnetic bearing systems.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제30권8호
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pp.885-893
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2006
A dynamic model of turbo air compressor having multi-helical gear pairs is developed by transfer matrix method. The model accounts for the shaft and bearing flexibilities, gyroscopic effects and the force couplings among the transverse, torsion, and axial motions due to gearing. The program which can be used to analyze and predict the vibrational characteristics by the mass unbalance of the rotors and gear transmission error of turbo compressor is developed with this system model We expect this developed program to contribute the reduction of the vibration/noise on turbo compressor in the field of both design and manufacturing and can be used as a basic sub-program for CAD/CAM of low-noised gear teeth also.
현대 사회는 건강을 중요시하게 여기는 추세로 변해가고 있다. 그 결과 개인의 자전거 보급률이 높아짐과 동시에 자전거 사고율 또한 매년 높아지고 있다. 이러한 자전거 사고율을 줄이기 위해, 보편화 되가는 스마트폰을 활용하여 스마트폰을 이용한 자전거 안전장비를 개발하였다. 작동원리는 블루투스 칩을 탑재한 자전거 안전장비와 스마트폰 간 블루투스 방식을 이용하여 통신이 가능하도록 만든 후, 스마트폰의 자이로센서 값을 블루투스 통신에 실어서 자전거의 운행정보를 전송하도록 개발하였다. 자이로센서 값을 계속해서 측정해가면서 방향을 알려주는 알고리즘을 만들었다. 좌 우측 방향지시등, 브레이크 등을 효과적으로 전송하여 자전거의 사고율을 줄일 수 있다.
의료기관에서 사용되는 수액 모니터링 시스템은 원격으로 환자에게 투입된 수액량과 투여의 종료시점 정보를 제공하기 위해서 개발되었다. 수액 투입량을 측정하기 위해서는 수액 내부에서 외부로 나가는 정량을 무게로 혹은 유량을 측정센서로 측정할 수 있다. 여기에 적용되는 장치의 기준은 정확성, 경계성이다. 또한 소형으로 환자에게 수액 설치시 사용에 용이해야 한다. 의료기관에서는 측정값의 정확도가 높아야 하며, 경제적으로 저가의 장치를 요구하고 있다. 본 연구에서는 저가의 소형 무게 중심 로드셀 센서를 적용하였으며, 측정값의 정확도를 위해 자이로센서와 융합하여 외부 움직임에 의한 아트펙트를 줄이는 알고리즘을 적용하였다. 그 결과 측정의 오차를 줄일 수 있어 수액 모니터링 측정값의 정확도를 향상시키는 효과를 확인하였다.
BTT 조종방식을 갖는 유도탄내에서 2축 김발형 탐색기가 그 기준축에 장착된 레이트 자이로를 사용하여 안정화되어질 때, BTT조종방식에 의한 Rolling에 따른 시선의 변화가 실제 시선변화량과 더불어 탐색기에서 측정되어진다. 이러한 동체운동 상관효과는 BTT 유도탄의 호밍루프내에서 주로 의사표적기동과 레이트자이로 정렬오차가 관계되어 있다는 것을 알 수 있었다. 본 논문에서는 이러한 각각의 동체운동 상관을 포함하는 탐색기모델과 간단한 선형 BTT 호밍루프 모델을 구축하였다. 그리고 이 모델에서 호밍루프 안정성에 대한 상관효과를 분석하였으며, 안정성 회복을 위한 선형 보상기를 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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