• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.440-445
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• 2010

This paper proposes a single accelerometer sensor control algorithm to mobile inverted pendulum, generally called 'Segway', and evaluates the performance of this system comparing to the conventional ones. The commercialized 'Prototype Segway-PT' is initially considered as a next-generation transport vehicle. However, this robot is operated by three gyroscopes and two accelerometers to control the posture and speed, and it requires the complex signal processing for fusing the two sets of data. As the result of this, the growth rate of market size of 'Segway' is slow because of its high price mainly. In this paper, the mobile inverted pendulum is operated by a single accelerometer to simplify the control system to lower the price. Low pass filter is one of the good sensors to reducing the variation of an accelerometer, but it has time delay. This time delay disturbs real-time mobile inverted pendulum control. Like this, other various algorithms are used for this system, but each one has its own weak point. So this paper proposes a new filtering method, median filter and EKF. Median filter is used to image processing to reject impulse elements like salt and pepper noise. As the major performance evaluation parameter for the accelerometer, the high-frequency to low frequency ratio from FFT (Fast Fourier Transform) is used. Effectiveness of the proposed algorithms has been verified through the real experiments and the results are demonstrated.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.256-262
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• 2021

Six-phase motors can be used in industrial applications, such as an electric vehicle, due to their high reliability and low current magnitude per phase. An asymmetrical PMSM with two sets of three-phase windings is a commonly used structure for six-phase motors, with each winding set demonstrating a phase difference of 30°. Although the asymmetrical PMSM presents low torque ripples, its dynamic torque response deteriorates due to coupled components in the two three-phase windings. The decoupled VSD control is applied to eliminate the coupling effect. Load ratio control of two inverters for the six-phase PMSM is proposed in this study. DQ currents are controlled on the basis of two synchronous reference frames, and the six-phase drive system can be changed to a three-phase drive system when one inverter presents fault conditions. The operation and effectiveness of the proposed algorithm is verified through simulation and experiments. The six-phase drive system is transferred to a three-phase drive system by changing the current reference of the second DQ reference frame. Moreover, control of both torque and speed exhibits satisfactory performance before and after the mode change.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.1049-1059
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• 2017

천안함 피격사건 이후 대한민국 해군은 함정에 복합 추진체계를 탑재하여 운항 시 발생하는 진동 및 소음 문제를 줄이기 위한 노력을 기울이고 있다. 복합 추진체계는 함정의 저속 운항 구간에서 추진용 전동기를 이용하여 추진할 수 있는 장점을 가진다. 이는 기존의 내연기관만으로 이루어져 있는 기계 추진체계보다 우수한 정숙성을 가질 수 있고, 내연기관의 연료 효율이 불량한 저속 구간에서 전동기를 이용하기 때문에 보다 경제적이다. 이에 본 논문에서는 대한민국 해군에서 운용하고 있는 군수지원함을 바탕으로 가상함정을 설정하였으며 기존의 추진체계와 복합 추진체계의 연료 소비량을 시뮬레이션 하여 경제성 측면에서 비교 및 분석하였다. 그 결과 전동기를 겸하여 운용할 수 있는 복합 추진체계의 연료 효율이 상대적으로 개선된 것을 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제20권3호
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• pp.115-128
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• 2002

도로의 평면곡선부는 선형 설계시 직선부와 달리 여러 가지 요소를 추가적으로 고려하며 확폭의 문제도 이중의 하나이다. 확폭은 차량 뒷바퀴가 앞바퀴의 궤적을 따라 주행하지 않고 이탈하는 궤도이탈(offtracking)현상 때문에 발생하고, 곡선부 설계시 이러한 현상을 반영하여야 운전자 안전성을 보장할 수 있다. 특히 대형차량 운행이 빈번한 산업도로나. 곡선반경이 작은 산악지역 간선도로의 경우 궤도이탈현상으로 인해 곡선부 사고위험이 증가하기 때문에 확폭 필요성이 강조된다. 본 연구에서는 굴절차량 궤도이탈모형 이론 및 확폭 설치 기준에 관련된 국내외 연구 결과를 비교·검토하여 도로의 기하구조와 차량의 속도를 감안한 현실적인 동적 궤도이탈모형(Dynamic Offtracking Model)을 개발하여 이 모형을 이용한 확폭량 산정 방법을 제시하였다. 본 연구로부터 얻어진 성과는 다음과 같다. 첫째, 견인차와 피견인차의 동적 거동에 편경사영향을 반영할 수 있는 궤도이탈모형을 개발하였다. 둘째, 개발된 동적 궤도이탈모형을 이용하여 우리나라 실정에 맞는 새로운 확폭량 산정 방법을 개발하였다. 셋째, 개발된 모형을 이용하여 실제 궤도 이탈량과 확폭량을 산정하여 현재 사용되고 있는 우리나라 곡선부 확폭 설치기준의 타당성을 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.494-500
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• 2019

본 연구는 탄약운반장갑차의 장약이송 소프트웨어 최적 설계를 통해 장약이송 시 파손을 방지하는 것을 목표로 하고 있다. 탄약운반장갑차는 자동화된 장약이송시스템이 적용되어 있다. 군 운용 중 장약 적재 시 간헐적으로 장약이 파손되는 현상이 발생하여 다음과 같은 개선방법을 연구하였고, 입증시험을 실시하였다. 장약 이송기의 속도가 높을 경우 충격력이 증가하기 때문에 적재 속도를 기존보다 60% 감소 시켰고, 포스 게이지를 활용하여 충격력을 측정하였다. 충격력 측정 결과 평균 45% 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 적재관 내부의 간섭 등에 의한 이송기의 부하 발생 시 서보제어기의 최대전류 11A를 출력하면 장약이 파손 될 가능성이 있다. 또한, 최대전류가 낮을 경우 장약적재가 불가하기 때문에 적정 값을 찾아야 했고, 이는 시험을 통하여 최적의 최대전류 값 6.5A를 도출하였다. 최적설계 입증 시험에는 종이지관장약과 실제장약을 적용하여 시험 하였다. 종이지관 장약과 실제 장약으로 탄운차에 장약 적재시험을 실시한 결과 장약의 파손이 발생하지 않았으며, 장약 적재가 정상적으로 이루어져 설계 개선이 타당한 것을 입증하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.11-19
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• 2014

PURPOSES : The purpose of this article is to investigate the predicted life of jointed concrete pavement (JCP) with two variables effecting on axle load spectra (ALS). The first variable is different data acquisition methods whether using high-speed weigh-in-motion (HS-WIM) or not and the other one is spectra distribution due to overweight enforcement on main-lane of expressway using HS-WIM. METHODS : Three sets of ALS had been collected i) ALS provided by Korea Pavement Research Program (KPRP), which had been obtained without using HS-WIM ii) ALS collected by HS-WIM before the enforcement at Kimcheon and Seonsan site iii) ALS collected after the enforcement at the same sites. And all ALS had been classified into twelve vehicle classes and four axle types to compare each other. Among the vehicle classes, class 6, 7, 10 and 12 were selected as the major target for comparing each ALS because these were considered as the primary trucks with a high rate of overweight loading. In order to analyze the performance of JCP based on pavement life, fatigue crack and International Roughness Index (IRI) were predicted using road pavement design program developed by KPRP and each ALS with same annual average daily traffic (AADT) was applied to design slab thickness. RESULTS : Comparison ALS of KPRP with those of HS-WIM shows that the ALS of KPRP has a low percentage of heavy spectra such as 6~9 tonnes for single axle, 18~21 tonnes for tandem axle and 27~30 tonnes for tridem axle than other two ALS of HS-WIM in most vehicle classes and axle types. It means that ALS of KPRP was underestimated. And after the enforcement, percentage of heavy spectra close to 10 tonnes per an axle are lowered than before the enforcement by the effect of overweight enforcement because the spectra are related to overweight regulation. Prediction results of pavement life for each ALS present that the ALS of HS-WIM collected before the enforcement makes the pavement life short more than others. On the other hand, the ALS of KPRP causes the longest life under same thickness of slab. Thus, it is possible that actual performance life of JCP under the traffic like ALS of HS-WIM could be short than predicted life if the pavement was designed based on ALS provided by KPRP. CONCLUSIONS : It is necessary to choose more reliable and practical ALS when designing JCP because ALS can be fairly affected by acquisition methods. In addition, it is important to extend performance life of the pavement in service by controlling traffic load such as overweight enforcement.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제18권2호
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• pp.58-76
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• 2019

국내에서 발생하는 교통사고에 의한 인적피해의 정도는 꾸준히 감소하고 있으나 경상자와 부상신고자수는 증가하는 추세이다. 그러나 도덕적 해이로 인한 허위 과다 치료와 입원으로 발생하는 사회적 비용은 전 세계적으로 사회, 경제적 문제로 대두되는 실정이다. 경미한 교통사고의 유형 중, 추돌사고의 경우 피해차량 즉, 피추돌차량 탑승자가 주로 호소하는 질병은 해부학적, 방사선학적 근거가 없는 임상적 추정에 의한 목 상해(경추염좌)이다. 그러나 국제적인 상해 분류기준인 AIS(Abbreviated Injury Scale)와 경추염좌를 비교했을 때 임상적 추정에 의한 목 상해는 상해라 보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 추돌사고에 연루된 추돌차량과 피추돌 차량의 중량과 충돌속도가 탑승자의 목 상해에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해, MADYMO를 활용하여 중량과 충돌속도를 다양하게 반영한 총 100가지 시나리오의 추돌사고를 재현하였다. 그리고 결과 값인 피추돌차량의 속도변화량과 충격가속도 값을 상해역치와 비교하였다. 그 결과 동일한 중량 간의 추돌사고에서 충돌속도 15km/h 이상일 때 상해가 발생할 가능성이 큰 것으로 나타났으며, 중량을 고려하지 않을 경우 충돌속도 15km/h 일 때 36%, 20km/h이상일 때 약 84%의 상해 발생 가능성이 나타났다.

• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.253-258
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• 2023

교통수단의 발전은 이동이 불편한 장애인들의 이동권 보장을 실현하였지만 차량사고시 발생할 수 있는 장애인 탑승객의 안전 향상은 일반 승객좌석에 비해 낮다고 할 수 있다. 특히 갑자기 발생할 수 있는 후방 추돌 사고의 경우 장애인 탑승객의 머리와 목 부상에 취약한 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 휠체어 운송 차량의 후방 추돌 시 차량내 장애인 탑승객의 머리와 목 상해지수 개선을 위해 headrest를 관상면으로 3등분한 multi-layer headrest foam이 제안되었다. 간이 모델을 통한 저속 후방 추돌 해석을 통해 foam의 다양한 압축 특성을 부여하기 위한 stress scale factor의 범위가 선정되었으며, 해당 범위를 parameter로 지정하여 GA최적화가 수행되었다. 최적화결과를 통해 layer의 압축 특성에 따른 HIC와 NIC간의 상간관계 분석이 이뤄졌으며, HIC는 Front layer, NIC는 Mid layer의 압축 특성에 가장 민감하게 반응하였고 Rear layer의 압축 특성은 가장 낮게 나타났다. Validation model에 일반headrest와 최적화된 multi-layer headrest를 각각 배치하여 저속 후방 추돌 sled test 해석을 수행하였으며, 일반headrest대비 multi-layer headrest에서의 HIC와 NIC가 낮게 도출되었다. multi-layer headrest에서의 압축 거동 역시 명확하게 나타나 multi-layer headrest가 일반headrest대비 머리와 목의 상해지수 개선에 효과적인 것이 검증되었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권4호
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• pp.141-147
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• 2015

Gas foil thrust bearings (GFTBs) have attractive advantages over rolling element bearings and oil film thrust bearings, such as oil-free operation, high speed stability, and high-temperature operation. However, GFTBs have lower load carrying capacity than the other two types of bearings owing to the inherent low gas viscosity. The load carrying capacity of GFTBs depends mainly on the compliance of the foil structure and the formed hydrodynamic wedge, where the gas pressure field is generated between the top foil and the thrust runner. The load carrying capacity of the GFTBs is very important for the suitable design of oil-free turbomachinery with high performance. The aim of the present study is to identify the characteristics of the load carrying performance of GFTBs. A new test rig for the experimental measurements is designed to provide static loads up to 800 N using a pneumatic cylinder. The maximum operating speed of the driving motor is 30,000 rpm. A series of experimental tests—lift-off test, static load performance test, and maximum load capacity test—estimate the performance of a six-pad GFTB, in terms of the static load, driving torque, and temperature. The maximum load capacity is determined by increasing the static load until the driving torque rises suddenly with a sharp peak. The test results show that the torque and temperature increase linearly with the static load. The estimated maximum load capacity per unit area is approximately 80.5 kPa at a rotor speed of 25,000 rpm. The test results can be used as a design guideline for GFTBs for realizing oil-free turbomachinery.

• 소성∙가공
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• 제17권6호
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• pp.412-419
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• 2008

Using lightweight materials in vehicle manufacturing in order to reduce energy consumption is one of the most effective approach to decrease pollutant emissions. As a lightweight material, magnesium is increasingly employed in automotive parts. However, because of its hexagonal closed-packed(HCP) crystal structure, in which only the basal plane can move, the magnesium alloy sheets show low ductility and formability at room temperature. Thus the press forming of magnesium alloy sheets has been performed at elevated temperature within range of $200^{\circ}C{\sim}250^{\circ}C$. Here we try the possibility of sheet metal forming at room temperature by adopting incremental forming technique with rotating tool, which is so called as rotational-incremental sheet forming(RISF). In this rotational-incremental sheet forming the spindle tool rotates on the surface of the sheet metal and moves incrementally with small pitch to fit the sheet metal on the desired shape. There are various variables defining the formability of sheet metals in the incremental forming such as speed of spindle, pitch size, lubricants, etc. In this study, we clarified the effects of spindle speed and pitch size upon formability of magnesium alloy sheets at room temperature. In case of 0.2, 0.3 and 0.4mm of pitch size with hemispherical rotating tool of 6.0mm radius, the maximum temperature at contact area between rotating tool and sheet metal were $119.2^{\circ}C,\;130.8^{\circ}C,\;and\;177.3^{\circ}C$. Also in case of 300, 500, and 700rpm of spindle speed, the maximum temperature at the contact area were $109.7^{\circ}C,\;130.8^{\circ}C\;and\;189.8^{\circ}C$.