분포정수계는 시스템이 두 개 이상의 독립변수로 표현되면서 또한 각 변수에 대한 미분을 포함하는 편미분 방정식으로 표현되므로, 분포정수계에 직접적인 최적제어 논리를 도입하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서 제시하고자하는 새로운 알고리즘은 월쉬 함수 고유특성을 그대로 유지할 수 있는 유한급수전개방법을 이용함과 동시에 계산의 편리성을 위하여 고속 월쉬 변환을 사용하는 것으로서, 본 연구 방법을 사용하면 역행렬 연산이 필요 없게 되므로 기존의 방법에 의해 처리하기 힘든 분포정수계, 선형시변계, 비선형계의 해석 및 제어문제어도 쉽게 적용할 수 있다.
본 논문에서는 내부 입자의 반경방향 분포와 구동회로를 고려한 형광램프 모델링을 수행하였다. 모델링에서 전자에너지 분포는 Maxwellian으로 가정하였으며, 전자 이동도와 유극성 확산계수는 상수를 사용하였다. 방전 중 수은원자는 6가지 에너지레벨을 갖는다고 가정하였다. 모델을 사용하여 4개의 편미분 2개의 상미분 연립방정식을 FDM과 2계 Runge-Kutta 방법을 사용하여 수치적으로 해를 구하였다. 개발한 모델을 실제 형광램프와 LR안정기 회로에 적용하여 실험적으로 측정한 전압, 전류 파형과 수치해석적으로 구한 전압, 전류 파형을 비교하여, 본 형광램프 모델링의 타당성을 보였다.
본 논문에서는 유도전동기 회전자 자속 기준제어를 위하여 비선형 관측기인 확장된 루엔버거 관측기 원리를 적용한 새로운 회전자 자속관측기를 제안하였다. 확장된 루엔버거 관측기는 확장된 칼만 필터와 유사하게 동특성 오차의 선형화 기법을 따트고 있으나 통계학적 속성의 노이즈 공분산을 고려하지 않는 결정론적 관측기로서 비선형 상태관측기 설계시 요구되는 좌표변환 및 선형화 파정에서 비선형 편미분 방정식의 직접적인 해를 펼요로 하지 않아 구현이 비교적 용이하다. 제안된 회전자 자속관측기는 직교좌표의 고정자 전류, 회전자 자속, 속도 및 부하 토크로 구성된 6차 미분방정식으로부터 유도되었으며 축약된 형태의 이득행렬을 갖는다. 시뮬레이션 및 실험은 파라 미터중 회전자 저항 값이 변동된 상황을 가정하여 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 제안된 관측기를 이용한 자속 추정시 극점 재배치를 통하여 동특성 오차의 수렴성을 제어할 수 있으며, 부하 설험결과 제안된 관측기를 적용하는 경우에는 슬립적분형 간접벡터제어에 비해 보다 정확한 벡터제어가 가능함이 확인되었다.
This research aims to study the new paradigm of NDE measurement which allows the identification of defect locations and sizes of a certain structure by measuring its surface temperature after applying heat. STS which has a certain defect is applied by the heat of 70000W by a heater. Its difference of STS surface temperature is measured by using Infrared thermography. The estimated result of STS experiment and that of theoretical analysis of Flex-PDE are compared and analyzed to diagnose STS defect. Moreover, this study can save time and money and improve accuracy in contrast to the existing ultrasonic NDE experiment. In addition, the new paradigm of NDT/NDE by reverse-engineering will be valid if the data of thermal analysis and temperature distribution from the specifications of many materials is accumulated and verified.
얼굴인식 시스템은 비접촉데이터 채집의 특성과 함께, 그 정확도가 점차 향상되고 있다. 공공 감시카메라와 같이 사진을 멀리서 찍는 상황에서는 저해상도의 얼굴 이미지로 인해 얼굴인식 시스템을 효과적으로 사용할 수 없는 경우가 있다. 이론적으로는 저해상도영상을 Super Resolution (SR) 방법으로 고해상도 영상으로 바꾸어 얼굴인식에 사용할 수 있지만, 기존의 SR 방법들은 얼굴 인식에 만족할만한 결과를 내지 못할 수 있다. 이 논문은 극 저해상도 (very low resolution) 얼굴인식 문제를 살펴보고 편미분방정식 기반 SR 방법을 제안하고, CNN 기반 얼굴인식 시스템에 응용한다.
XP-SWMM은 EAP-SWMM의 Runoff 기능을 보완하고 2D 해석 기능을 새롭게 추가하여 만든 외산(XP Solutions) 프로그램으로 도시유역 유출량 산정, 우수관거 추적 등과 같은 모의가 가능한 종합 모형이다. 그 중 2차원 분석 기능(2D XP-SWMM)은 연산 결과를 Tu-Flow 모형에 대입한 도시침수 해석모형으로 실무에서 주로 사용되고 있다. 그러나 XP-SWMM은 수량 부분 외에도 수질 부분의 다양한 모형이 통합되어 있어 라이센스 가격이 상당히 높고, 국내 환경에 적합한 모형 수정 등 기술지원을 받기 어렵다는 단점을 갖고 있다. 또한, 실무 활용성이 높은 2차원 분석기능의 경우 모의에 소요되는 시간이 크다는 한계점을 갖고 있다. 2D XP-SWMM 연산의 소요시간이 큰 주요 원인은 계산 시간간격마다 큰 셀수의 행렬 계산을 반복하기 때문이며, 격자를 촘촘하게 설정할수록(행렬의 수가 증가할수록) 수치해석에 소요되는 시간은 기하급수적으로 늘어나게 된다. 2D XP-SWMM 연산은 편미분방정식을 계산하는 모형으로 반복법을 채택하고 있기 때문에 짧은 시간내에 침수해석을 진행해야하는 웹기반 초단기 홍수예경보 시스템 등에 활용하기에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 2D XP-SWMM 보다 연산속도를 향상시킨 2차원 도시침수 모형을 개발하였다. 기존 XP-SWMM 중심의 실무 적용성을 유지하고자 XP-SWMM과 동일하게 EPA-SWMM 엔진을 활용하였고 DEM 기반의 지표수 흐름방향 결정 알고리즘을 결합하였다. 본 연구에서 개발한 도시침수 모형 결과를 울산광역시, 청주시 등 도심지에서 발생한 과거 침수피해의 양상과 비교하여 그 타당성을 검증하였다.
무한영역에서 진행하는 탄성파를 유한영역에서 수치적으로 해석하기 위해 많은 흡수경계조건들이 제안되어져 왔다. Paraxial 경계조건은 흡수경계조건의 하나로서 스칼라 및 탄성파 방정식의 paraxial 근사화를 통해 얻어지며, 그 성능이 우수하고 수치해석시 계산적 부담을 주지 않는다. 그러나 경계조건이 복잡한 편미분 방정식으로 표현되어 있어 유한요소해석으로의 적용이 어렵다. 본 논문에서는 penalty function method를 이용하여 전체 에너지 범함수와 paraxial 경계조건을 함께 변분정식화 함으로써 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석에 가장 적용이 용이하며, 많이 사용되어지는 Lysmer-Kuhlemeyer의 흡수경계조건과 성능을 비교함으로써 연구결과의 타당성을 입증하였다.
본 논문에서는 스테레오 영상으로부터 자연스러우면서도 정확한 변이 정보를 추출하기 위한 변이 추정 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬은 영역 분할 기법을 이용한 계층적 변이 추정부와 편미분 방정식(PDE: Partial Differential Equation)을 이용한 에너지 기반 경계 보존 변이 평활화부로 구성되어 있다. 제안된 계층적 변이 추정 기법은 빠르면서도 신뢰도 있는 변이를 제공하며, 이러한 변이장은 정확도와 평활화도를 함께 고려한 에너지 모델의 최소화 기법에 의해 자연스럽고 정밀한 최종 변이장으로 추출된다. 에너지 모델의 최소화 과정은 대응되는 Euler-Lagrange 방정식으로 변형되어 유한차분법(FDM: Finite difference Method)을 이용한 근사화를 통해 구현된다. 실험을 통해 제안된 변이 추정 기법은 다양한 환경의 영상에 대해서도 자연스러우면서도 정확하고, 경계가 잘 보존된 변이를 추정해 낼 수 있음을 검증하였다.
대부분의 영상은 다양한 이유(노이즈, 전송과정 중 발생하는 문제 등)로 인해 항상 좋은 품질을 보여주진 못한다. 이렇게 훼손된 영상의 복원은 다양한 정보를 제공한다. 이런 훼손된 영상을 복원하기 위해 Median filtering과 같은 기존의 처리 방법들은 주변 화소(Pixel)를 평활화(Smoothing) 처리를 하기 때문에 noise 처리에는 좋으나 원 영상의 중요한 에지 성분까지도 평활화 처리를 함으로써 에지 부분의 공간적 이동을 초래할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 image inpainting 방법이 제안되고 있으며, inpainting 기법에는 편미분 방정식(PDE)을 이용한 방법, 텍스쳐 병합 기반의 방법들이 있다. 그러나 이러한 inpainting 기법들은 연산 수행시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 image inpainting을 수행시 소요되는 연산시간을 줄이는 fast image inpainting 알고리즘을 제안한다.
A method for the dynamic analysis of multibody systems undertaking impulsive force is introduced in this paper. A partial velocity matrix based on Kane's method is introduced to reduce the number of equations to be solved. Only minimum number of equations of motion can be obtained by using the partial velocity matrix. This reduces the computational effort significantly to obtain the dynamic response of the system. At the very moment of the impulse, instead of using the numerical integrator to solve the equations of motion, the impulse and momentum principle is used to obtain the dynamic response. The impulse as wall as the reaction force acting on the kinematic joints can easily calculated too.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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