• Title/Summary/Keyword: 전달함수의 주파수응답

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Design Sensitivity Analysis of Frequency Response Using Krylov Subspace Based Model Reduction (Krylov 부공간 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석)

  • Han, Jeong-Sam
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.131-134
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    • 2009
  • Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석 및 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석방법을 제안하였다. 일반적으로 구조물의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 유한차분법에 근거한 민감도 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하는 경우, 주파수응답을 고려한 최적설계를 계산비용 측면에서 매우 효율적으로 수행할 수 있을 것이다.

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Model Order Reduction for Piezoelectric-Structural Systems with Coriolis Effect (코리올리 효과를 가진 압전-구조계의 모델차수축소법)

  • Han, Jeong-Sam
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.713-716
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    • 2010
  • 본 논문에서는 코리올리 효과를 가진 압전-구조 시스템의 주파수응답 해석을 효율적으로 수행하기 위한 크리로프 부공간 모델차수축소법을 제안하였다. 이 방법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답 해석에 효과적으로 이용되고 있다. 예제로 고려된 압전형 미소 각속도계의 해석에는 압전구동 하중과 구조체의 회전에 따른 원심력이 동시에 입력하중으로 고려되는 다중입력의 경우이므로 변환행렬 V의 생성시, block Arnoldi 과정을 이용하여 두 하중의 효과를 축소모델에 함께 고려한다. 본 문제에 제안된 축소기법을 이용한 결과, 축소모델을 이용하여 원래 시스템의 관심영역의 주파수응답을 작은 차수의 모델로도 정확하게 계산할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 다양한 가진조건과 각속도 입력 하에서의 주파수응답을 정확하고 더욱 효율적으로 계산할 수 있을 것이다.

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Direct Design Sensitivity Analysis of Frequency Response Function Using Krylov Subspace Based Model Order Reduction (Krylov 부공간 모델차수축소법을 이용한 주파수응답함수의 직접 설계민감도 해석)

  • Han, Jeong-Sam
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.2
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    • pp.153-163
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    • 2010
  • In this paper a frequency response analysis using Krylov subspace-based model reduction and its design sensitivity analysis with respect to design variables are presented. Since the frequency response and its design sensitivity information are necessary for a gradient-based optimization, problems of high computational cost and resource may occur in the case that frequency response of a large sized finite element model is involved in the optimization iterations. In the suggested method model order reduction of finite element models are used to calculate both frequency response and frequency response sensitivity, therefore one can maximize the speed of numerical computation for the frequency response and its design sensitivity. As numerical examples, a semi-monocoque shell and an array-type $4{\times}4$ MEMS resonator are adopted to show the accuracy and efficiency of the suggested approach in calculating the FRF and its design sensitivity. The frequency response sensitivity through the model reduction shows a great time reduction in numerical computation and a good agreement with that from the initial full finite element model.

A Study on the Frequency Transfer Function of a Full-Scale Ship Considering the Multi-Directional Waves (다방향파를 고려한 실선 주파수 전달함수 도출기법 연구)

  • J.C. Kim;I.K. Park;H.J. Jo;J.A. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.31 no.4
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    • pp.51-57
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    • 1994
  • In this study, the method for calculation of the frequency transfer function of motions based on the multi-directional waves in the analysis of a full-scale seakeeping trials is presented. For calculation of the frequency transfer function in the directional waves, Takezawa's inverse estimation method was introduced and the frequency ranges were divided into three parts in order to consider following seas. To confirm the validity of this method, the numerical simulation was executed. Those results show that analysis method of the multi-directional waves is more reliable than that of one directional waves, and confirm the possibility of applying this method to the full-scathe seakeeping trials.

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A New Closed-form Transfer Fuction for the Design of Wideband Lowpass MAXFLAT FIR filters with Zero Phase (제로 위상을 갖는 광대역 저역통과 MAXFLAT FIR 필터 설계를 위한 새로운 폐쇄형 전달 함수)

  • Jeon, Joon-Hyeon
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.32 no.7C
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    • pp.658-666
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    • 2007
  • In general, the earlier linear-phase MAXFLAT(maximally flat) lowpass FIR filters have the main disadvantage of a gain response in the half frequency band $(0{\leq}w{\leq}{\pi}/2)$ by the closed form transfer functions used in design techniques for realizing them. Moreover, most of them has existent problems as follows : ripple error in the stopband, gentle-cutoff attenuation, phase and group delay and inexact cutoff frequency response. It is due to the approximation algorithms such as Chebyshev norm and Remez exchange which are used to approach MAXFLAT and linear-phase characteristics in frequency domain. In this paper, a new mathematically closed-form transfer function is introduced for the design of MAXFLAT lowpass FIR filters which have the zero-phase and wideband-gain response. In addition, we verify that the closed-form transfer function is easily realized due to our generalized formulas derived newly by using MAXFLAT conditions including an arbitrary cutoff point. This method is, therefore, useful for "simple and quick designs". Conclusively, we propose a technique for the design of new zero-phase wideband MAXFLAT lowpass FIR filters which can achieve sharp-cutoff attenuation exceeding 250 dB almost everywhere.

A Design of Filler Compensated PID Controller via Transfer Function Synthesis (전달함수 합성법에 의한 필터 보상형 PID 제어기 설계)

  • Kim, Jong-Gun;Kim, Ju-Sik;Kim, Hong-Kyu
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.22 no.9
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    • pp.88-93
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    • 2008
  • This paper proposes a frequency transfer function synthesis of a later compensated PID controller for an approximated low order model. The proposed method identifies the parameter vector of PID controller from a linear system that is formed by rearranging a loop frequency transfer function synthesis including the filter compensated PID controller obtained from the given frequency response bounds. And an example for the turbine speed control system of Chungju hydropower plant is given to illustrate the feasibilities of suggested schemes.

Development of 3-ch. Vibration Generator S/W for Virtual Test (가상시험을 위한 소프트웨어 기반 3채널 가진기 개발)

  • Kim, Kwang-Suk
    • Journal of the Korea Convergence Society
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    • v.12 no.1
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    • pp.205-210
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    • 2021
  • In this study, I studied how to generate input values to achieve the same value as the target value. The general procedures are explained to regenerate the excitation input, which is made by using the frequency response function between input-output. In this study, a mount model connected by a bushing was used as a numerical model. The response value for the excitation input was compared with the target value. The excitation input was corrected to obtain the same response as the target value. Through the iterative process, the reconstructed input value was obtained to have the same response as the test.

Estimation and Control of System Using Response of Complex Exponential Function (복소지수함수 응답을 이용한 시스템 추정과 제어)

  • Ahn, Hyun-Jin;Shim, Kwan-Shik;Lim, Young-Cheol;Choi, Joon-Ho;Kim, Eui-Sun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2015.07a
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    • pp.822-823
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    • 2015
  • 본 논문은 시스템의 출력 신호가 복소지수함수의 형태인 경우 시스템을 추정하고 이를 이용한 제어에 관한 논문이다. 제안한 방법은 시스템의 출력 신호가 복소지수함수의 형태라면 이산푸리에변환을 통하여 중요모드에서의 첨두주파수와 제동계수를 추정하고, 이를 이용하여 시스템의 전달함수를 2차의 표준형 전달함수를 이용하여 간단하게 추정한다. 그리고 제어기는 이 추정한 전달함수를 이용하여 사용자가 원하는 응답을 나타내도록 설계하였다. DC모터의 위치제어 시스템의 실험을 통하여 제안한 방법의 타당성과 효율성을 검증하였다.

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A Study on the analysis of ship motion using system identification method (시스템 식별법을 이용한 선체운동 해석에 관한 연구)

  • Song, Jaeyoung;Yim, Jeong-Bin
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2019.11a
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    • pp.271-271
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    • 2019
  • Estimating ship motion is difficult because it take place in complex environments.. Estimating ship motion is an important factor in ensuring the safety of ship, so accurate estimates are needed. Existing motion-related studies compare the apparent motion of the model acquired and the reference model by experimenting with the ship motion on a particular alignment, making it difficult to intuitively estimate the hull motion. This study introduces the concept of estimating the characteristics of ship motion as a transfer function through pole-zero interpretation and frequency response analysis by applying the method of transfer function of Linear-Time Invariant system. Ship motion analysis model using Linear-Time Invariant system is consist with 1) wave as input signal 2) ship motion as output signal 3) hull defined as black box. This model can be defined by numericalizing the ship motion as a transfer function and is expected to facilitate the characterization of the ship motion through pole-zero analysis and frequency response analysis.

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A case Study on Vibration Characteristic Variation Due to Connective Degree of Freedom of Structure in FRE Synthesis Method (전달함수함성법에서 연결자유도 변화에 따른 구조물 진동특성 변화에 대한 연구)

  • Kim, Kuk-Su;Choi, Su-Hyun;Jo, Sung-Je;Jin, Bang-Man
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2005.05a
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    • pp.684-691
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    • 2005
  • 본 연구는 전달함수 합성법을 이용하여 보강후 구조물의 진동특성을 예측하는 방법이다. 이 방법은 보강후 구조물의 진동특성을 보강전 구조물의 전달함수를 이용하여 예측하는 기술로, 이에 관한 이론은 많이 알려져 있다. 하지만 실제 실험으로 전달함수를 계측할 경우 회전자유도에 대한 전달함수를 계측하기가 어렵다. 따라서 병진자 유도만으로 전달함수 합성법을 적용할 경우 발생하는 고유진동수 추정 오차를, 전체 자유도를 이용한 경우와 간단한 구조물의 수치해석을 통해서 비교해 보고자 한다.

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