• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제3권5호
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• pp.469-475
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• 1997

A method for solving the inverse kinematic problem of reclaimer is presented in this paper. The reclaimers in the raw yard are being used to dig raws and transfer them to the blast furnaces. The kinematic configuration of the reclaimer is different from that of commercially available robots, because it has a rotating disk with several buckets at the end of the boom to dig raws. The reclaimer has a redundancy due to the rotating disk : the degrees of freedom are greater than the number of forward kinematic equations. A plane equation in the 3-dimensional space is determined by using several points adjacent to the reclaiming point of the raw ores pile. A constraint is obtained from the relation ship of the plane equation and trajectories of the bucket of the reclaimer. Finally, a solution of the inverse kinematics of the reclaimer is determined by a numerical method.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.140-144
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• 2010

In the case of a linear time-varying system, it is difficult to apply the conventional stability conditions of RHC (Receding Horizon Control) to real physical systems because of computational complexity comes from time-varying system and backward Riccati equation. Therefore, in this study, a frozen time RHC for a linear discrete time-varying system is proposed. Since the proposed control law is obtained by time-invariant Riccati equation solved by forward iterations at each control time, its stability can be ensured by matrix inequality condition and the stability condition based on horizon for a time-invariant system, and they can be applied to real physical systems effectively in comparison with the conventional RHC.

• 산업기술연구
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• 제18권
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• pp.131-138
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• 1998

Numerical modeling for electromagnetic exploration methods are essential to understand behaviours of electromagnetic fields in complex subsurfaces. In this study, a finite element method was adopted as a numerical scheme for the 2.5-dimensional forward problem. And a finite element equation considering linear conductivity variation was proposed when 2.5-dimensional differential equation to couple eletric and magnetic field was implemented. Model parameters were investigated for near-field with large source effects and far-field with responses dominantly by homogeneous half-space. Numerical responses by this study were compared with analytic solutions in homogeneous half-space and compared with other three dimensional numerical results.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제20권3호
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• pp.243-259
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• 2016

The Richards equation for water movement in unsaturated soil is highly nonlinear partial differential equations which are not solvable analytically unless unrealistic and oversimplifying assumptions are made regarding the attributes, dynamics, and properties of the physical systems. Therefore, conventionally, numerical solutions are the only feasible procedures to model flow in partially saturated porous media. The standard Finite element numerical technique is usually coupled with an Euler time discretizations scheme. Except for the fully explicit forward method, any other Euler time-marching algorithm generates nonlinear algebraic equations which should be solved using iterative procedures such as Newton and Picard iterations. In this study, lumped mass and distributed mass in the frame of Picard and Newton iterative techniques were evaluated to determine the most efficient method to solve the Richards equation with finite element model. The accuracy and computational efficiency of the scheme and of the Picard and Newton models are assessed for three test problems simulating one-dimensional flow processes in unsaturated porous media. Results demonstrated that, the conventional mass distributed finite element method suffers from numerical oscillations at the wetting front, especially for very dry initial conditions. Even though small mesh sizes are applied for all the test problems, it is shown that the traditional mass-distributed scheme can still generate an incorrect response due to the highly nonlinear properties of water flow in unsaturated soil and cause numerical oscillation. On the other hand, non oscillatory solutions are obtained and non-physics solutions for these problems are evaded by using the mass-lumped finite element method.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권3호
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• pp.5-20
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• 1997

본 연구에서는 유한변형률 이론에 근거하여 3차원 압밀 지배 방정식을 유도하였다. 이 방정식은 비교적 압밀층의 두께가 두꺼운 경우, 비선형 물성치, 공극비에 따른 비선형 투수계수를 갖는 지반에 적합하다. 기존의 유한차분 수치해석 기법(FTCS)은 지배 방정식이 비선형 이며 복잡한 경우 안정된 해를 얻을 수 없기 때문에 본 연구에서는 특수 유한 차분 기법을 도입하였다. 이 수치해석 기법을 지배 방정식에 적용하면 시간에 따른 압밀량을 예측할 수 있다. 본 해석기법에 의해 구해진 값들을 윅드레인을 설치한 여러 가지 고압축성 토질에서의 실험 결과와 비교한 결과, 최종 압밀량과 시간에 따른 압말량이 잘 일치하고 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권1호
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• pp.43-53
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• 1999

전자탐사 수치모델링 및 역산은 복잡한 지하구조에 대한 전자기장의 정확한 거동양상 규명을 위한 기본적인 해석방법이다. 본 연구에서는 2.5차원 전자탐사 수치모델링 알고리즘을 유한요소법을 이용하여 구하였다. 이때 전기장과 자기장이 결합되어 표현되는 2.5차원 미분방정식을 정식화할 때 선형적 물성변화를 고려하는 유한요소 방정식을 도출, 제의하였다. 송신원의 영향이 큰 근거리장과 균질 반무한공간의 반응이 지배적인 원거리장 각각에 대하여 모델변수를 검토하고 이를 토대로 균질 반무한공간에서의 해석적인 해와 비교하여 봄으로써 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제시한 수치 모형반응 알고리즘에 부합하는 수정된 블록역산모형을 고안하였으며 고립형 이상체에 대한 분해능을 살펴봄으로써 분산방정식으로 표현되는 전자탐사자료의 역해 가능성 및 한계를 고찰하였다.

• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제15권3호
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• pp.353-365
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• 2008

임상시험에서 피험자수는 검정가설, 변수값의 분산과 유효차이, 검정력과 유의수준 등에 의해 결정되어진다. 일반적으로 수학적으로 계산된 피험자수에 중도탈락 예상치를 고려한 피험자수를 추가하여 최종적인 실험참가자수를 결정하는데 본 논문에서는 이론적인 계산식에서부터 중도탈락을 고려하여 피험자수를 결정하는 방법을 제안한다. 임상시험에서 많은 자료는 경시적(longitudinal) 형태를 갖고, ITT(intention to treat) 실험의 경우 중도탈락이 생기면 결측값으로 처리하지 않고 탈락직전에 관측된 값을 최종값으로 대체하는 LOCF(last observation carried forward) 방법을 주로 사용한다. 이러한 LOCF 방법은 피험자수 계산에 사용했던 분산과 유효차이 값의 가정에 왜곡을 가져오기 때문에 우리가 원하는 검정력을 보장 받지 못할 수 있다. 본 연구에서는 중도탈락률에 관한 정보를 포함하는 피험자수의 결정식을 제안하고 평균의 동일성 검정 경우에 검정력을 비교하여 이러한 산출방식이 합리적임을 실증하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.102-107
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• 2006

최근 급속히 발전하는 하드웨어로 인해 역시간 구조보정을 다양한 현장자료의 영상화에 적용할 수 있게 되었다. 양방향 파동방정식을 이용하는 파동방정식 구조보정 방법으로, 역시간 구조보정은 다중 도달파 뿐 아니라 급경사 및 수직 이상의 경사를 갖는 반사면도 영상화가 가능하다. 그러나 쌍곡선 파동방정식의 양방향 전파라는 성질로 인해 역시간 구조보정은 잡음을 발생시킨다. 연속적으로 입사각이 증가하여 지표로 전파되는 파, 선두 파, 역 산란 파 등과의 영 지연 상호상관은 의사영상을 만든다. 이러한 큰 진폭의 의사영상은, 상호상관되는 각 점에서 볼 때, 순 전파 및 역전파되는 두 파동장들이 거의 정 반대방향으로 전파한다는 공통점을 갖고 있다. 이는 순 전파하는 파동장과 역 전파하는 파동장의 두 전파경로가 거의 일치함으로써 발생한다. 본 논문에서는 음원 모음 역시간 구조보정에서의 의사영상을 제거하는 몇 가지 시도들을 소개하고자 한다. 구조보정 전에 실시하는 음원모음자료의 간단한 뮤팅 또는 초동 주시 이후의 시간 창 이내에서만 상호상관을 실시하는 파면 구조보정은 이러한 의사영상을 제거하는데 효과적이다. 포인팅벡터로부터 계산한 파동방정식의 전파방향을 이용하면 큰 진폭의 의상영상을 제거할 수 있는 새로운 영상화 조건을 적용할 수 있고 반사각에 따른 공통영상모음을 구할 수 있다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제19권4호
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• pp.211-219
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• 2007

Here we demonstrate complex transient behavior of viscoelastic liquid described numerically with the Leonov model in straight and contraction channel flow domains. Finite element and implicit Euler time integration methods are employed for spatial discretization and time marching. In order to stabilize the computational procedure, the tensor-logarithmic formulation of the constitutive equation with SUPG and DEVSS algorithms is implemented. For completeness of numerical formulation, the so called traction boundaries are assigned for flow inlet and outlet boundaries. At the inlet, finite traction force in the flow direction with stress free condition is allocated whereas the traction free boundary is assigned at the outlet. The numerical result has illustrated severe forward-backward fluctuations of overall flow rate in inertial straight channel flow ultimately followed by steady state of forward flow. When the flow reversal occurs, the flow patterns exhibit quite complicated time variation of streamlines. In the inertialess flow, it takes much more time to reach the steady state in the contraction flow than in the straight pipe flow. Even in the inertialess case during startup contraction flow, quite distinctly altering flow patterns with the lapse of time have been observed such as appearing and vanishing of lip vortices, coexistence of multiple vortices at the contraction comer and their merging into one.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권5호
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• pp.559-569
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• 2007

In this paper, the dynamic controller design problem of a redundant planar 2-dof parallel manipulator is studied. Using the Euler-Lagrange equation, we formulate the dynamic model of the parallel manipulator in the joint space and propose an augmented PD controller with forward dynamic compensation for the parallel manipulator. By formulating the controller in the joint space, we eliminate the complex computation of the Jacobian matrix of joint angles with end-effector coordinate. So with less computation, our controller is easier to implement, and a shorter sampling period can be achieved, which makes the controller more suitable for high-speed motion control. Furthermore, with the combination of static friction model and viscous friction model, the active joint friction of the parallel manipulator is studied and compensated in the controller. Based on the dynamic parameters of the parallel manipulator evaluated by direct measurement and identification, motion control experiments are implemented. With the experiments, the validity of the dynamic model is proved and the performance of the controller is evaluated. Experiment results show that, with forward dynamic compensation, the augmented PD controller can improve the tracking performance of the parallel manipulator over the simple PD controller.