• 제목/요약/키워드: Mass-Spring-Damper System

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모달 파라미터를 이용한 동적 시스템의 운동 방정식 구성 (Constructing Equations of Motion for a Dynamic System from Modal Parameters)

  • 황우석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.40-45
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    • 2007
  • 구조물의 모달 해석 또는 모달 시험은 구조물의 동적 특성을 나타내는 모달 파라미터들을 구하는 과정이다. 모달 파라미터에는 고유 진동수, 감쇠율, 진동 모드의 세 가지 값들이 있다. 본 연구에서는 시스템의 개발과정에서 당연히 수행되는 모달 해석의 결과인 모달 파라미터를 활용하여 시스템 방정식을 구하는 방법에 대한 연구를 수행하였다. 상태 방정식의 고유치와 고유 벡터의 상관관계로부터 물리적 시스템 행렬인 질량, 감쇠, 강성 행렬을 각각 구하는 방법을 개발하였다. 간단한 질량-스프링-댐퍼 시스템과 외팔보에 대한 수치 예제를 통하여 개발된 방법의 유용성과 정확도를 검증하였다

사용자 편의성을 고려한 연속체계 모의실험 언어의 개발 (Development of a User-friendly continuous-system)

  • 민경하
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.78-90
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    • 1993
  • 기존의 모의 실험언어를 이용해서 연속 체계를 모의 실험하는 것을 사용자가 언어에서 요구하는 형태로 모델을 형성해야 하는 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 사용자에게 최대한 편의성을 제공하는 연속체계 모의 실험언어인 PCSL (Postech Continuous -system Simulation Language)를 개발하였다. PCSL은 주어진 대상을 모델링한 미분방정식과 그것을 푸는데 필요한 여러 가지 제약 사항으로 이루어진 간단한 프로그램을 입력으로 받아 자동으로 모의 실험을 수행함으로서 사용자의 노력이 최소화하게 된다. PCSL 처리 시스템의 구성은 주어진 모델을 C 프로그램으로 변형하는 변환기, 모의 실험 알고리즘을 구현한 C 프로그램을 생성하는 생성기, 모의 실험을 수행하는 실행기, 사용자 인터페이스 등으로 되어있다. 구현 예로는 먼저 선형 상미분방정식의 예로 mass-damper-spring system, 비선형 상미분방정식의 예로 van der Pol 방정식, 연립 상미분방정식의 예로는 mixing tank problem 등을 보였다.

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Wave energy converter by using relative heave motion between buoy and inner dynamic system

  • Cho, I.H.;Kim, M.H.;Kweon, H.M.
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제2권4호
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    • pp.297-314
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    • 2012
  • Power-take-off through inner dynamic system inside a floating buoy is suggested. The power take-off system is characterized by mass, stiffness, and damping and generates power through the relative heave motion between the buoy and inner mass (magnet or amateur). A systematic hydrodynamic theory is developed for the suggested WEC and the developed theory is illustrated by a case study. A vertical truncated cylinder is selected as a buoy and the optimal condition of the inner dynamic system for maximum PTO (power take off) through double resonance for the given wave condition is systematically investigated. Through the case study, it is seen that the maximum power can actually be obtained at the optimal spring and damper condition, as predicted by the developed WEC theory. However, the band-width of high performance region is not necessarily the greatest at the optimal (maximum-power-take-off) condition, so it has to be taken into consideration in the actual design of the WEC.

Design and Application of a New Sliding Mode Controller with Disturbance Estimator

  • Park, Seung-Bok;Ham, Joon-Ho;Park, Jong-Sung
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제3권4호
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    • pp.94-100
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    • 2002
  • The conventional sliding mode control (SMC) technique requires a priori knowledge of the upperbounds of disturbances and/or modeling uncertainties to assure robustness. This, however, may not be easy to obtain in practical situation. This paper presents a new methodology, a sliding mode control with disturbance estimator (SMCDE), which offers a robust control performance without a priori knowledge about the disturbance. The proposed technique is featured by an average value of the imposed disturbance over a certain period. A nonlinear spring-mass-damper system and a two-link robot system are adopted as illustrative application examples. Control performances such as estimation error and tracking error are compared between the proposed methodology and conventional scheme.

광섬유 가속도계 센서의 동적구간 조절을 위한 신호처리 알고리즘 개발 (Signal Processing Algorithm for Controlling Dynamic Bandwidth of Fiber Optic Accelerometer)

  • 김대현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.291-298
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    • 2007
  • 본 논문은 단자유도 동적 센서 시스템의 동적 구간을 조절할 수 있는 새로운 신호 처리법을 소개한다. 또한 본 논문에서는 무아래 현상을 응용한 신개념의 광섬유 가속도계를 사용하여 신호 처리법을 검증하였다. 신개념의 광섬유 가속도계는 단일 질량, 단일 탄성자 그리고 단일 감쇠자로 이루어진 단자유도 동적 시스템으로서 동적 구간이 작아 이출 증가시키기 위해서는 질량이나 탄성자 상수를 조절하는 등의 기계적 조절이 필요하다. 그러나 본 논문에서 제안한 신호처리 방법을 적용한다면 센서를 다시 제작하지 않고도 동적 구간을 쉽게 조절할 수 있게 된다. 본 논문에서는 여러 모의실험과 실제 실험을 통해 본 신호 처리 알고리즘의 성능을 검증하였으며 결과적으로 이러한 신호처리 알고리즘이 광섬유 가속도계의 동적 구간을 손쉽게 조절할 수 있는 효과적인 방법임을 보여주었다.

사이버 중독의 수학적 모델링과 비선형 거동 해석 (Mathematical Modelling and Chaotic Behavior Analysis of Cyber Addiction)

  • 김명미;배영철
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.245-250
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    • 2014
  • 중독은 크게 매개체 자체가 중독성을 가진 매개성 중독과 매개체 자체가 중독성을 가진 것이 아니라 예민한 개인과 잠재된 어떤 행동과 결합하여 중독을 유발하는 유발성 중독으로 나눌 수 있다. 매개성 중독은 약물 중독, 알코올 중독과 주로 화학물질의 직접 적인 원인이 되어 중독현상을 일으킨다. 유발성 중독은 쇼핑 중독, 일 중독, 게임 중독, 인터넷 중독, TV중독, 도박 중독 등의 사이버 중독이 있다. 유발성 중독은 개인의 감수성의 문제로서 개인에 따른 편차가 존재한다. 본 논문에서는 전기 시스템의 R-L-C 직렬 회로와 기계 시스템의 Spring-Damper-Mass를 이용하여 등가적으로 동일한 2차원의 중독 모델을 제안한다. 제안한 중독 모델에 비선형 항을 추가하여 Duffing을 구성한 후 파라미터 변화에 의해 주기운동과 카오스 운동을 시계열과 위상공간으로 나타내었다. 또한 파라미터 중 통제계수의 변화에 의해 주기 운동은 중독 되기 전의 상태를 카오스 운동은 중독된 상태임을 확인하였다.

왕복동식 압축기의 밸브거동과 압력맥동에 대한 연구 (Valve Motions and Gas Pulsations of a Reciprocating Compressor)

  • 이성욱;홍성철;주재만;박철희
    • 소음진동
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    • 제9권4호
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    • pp.754-760
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    • 1999
  • The valve motions of a reciprocating compressor generate the pressure fluctuation at the plenum which is a main source of noise and vibration of a compressor unit. But a cycle of a compressor process consists of complicated phenomena interacting in a short period of time. A mathematical model is developed by simplifying and idealizing the complicated phenomena to simulate the compressor process. The governing equations about the pressure and working fluid flow are developed from the unsteady Bernoulli equation. The pressure fluctuations at the plenums are derived from the Helmholz's resonator model. The valves are modeled as one degree of freedom spring-mass-damper system. This model is verified by the experimental results.

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육상중장비용 시트의 진동평가 프로그램 개발 (Development of a Seat Vibration Evaluation Program for Earth Moving Machinery)

  • 이건명;박오철
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.210-214
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    • 2007
  • A simulation program has been developed to evaluate operator seat vibration for earth-moving machinery and decide whether a seat meets the requirements imposed by ISO 7096. An operator seat is assumed as a linear system composed of a mass, a spring, and a damper mounted on a platform. The program evaluates the transmissibility at resonance, and the SEAT factors for a light person and a heavy person. The developed program can be utilized effectively in designing a new operator seat.

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Robust Adaptive Control of A HexaSlide Type Parallel Manipulator

  • Kim, Jong-Phil;Kim, Sung-Gaun;Ryu, Jeha
    • Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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    • 제3권4호
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    • pp.262-267
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    • 2001
  • Jeha Ryu Department of Mechatronics, Kwangju Institute of Science and Technology This paper presents an application of a robust adaptive control strategy to HexaSlide type six degrees-of-freedom parallel manipulators. The HexaSlide type parallel manipulators are characterized as an architecture with constant link lengths that are attached to moving sliders on the ground and to a mobile platform. The proposed control law is developed based on a simplified second order system dynamic equation in joint space with uncertain mass, damper, spring, and Coulomb friction terms. These uncertain parameters are updated by an adaptation law that is derived by Lyapunov stability theorem. A robust adaptive control law by using the boundary layer is designed for the purpose of compensating for the neglected dynamic effects of the mobile platform and the six moving links that are modeled as a disturbance term. Experimental results show good and fast tracking performance.

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Ramp장치를 이용한 철도차량 거동모드 주파수에 관한 연구 (A Study for behavior mode frequency of railway vehicle using ramp device)

  • 양희주;우관제;성재호
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.30-35
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    • 2010
  • The railway vehicle is a multi-body system running on the track which consists of carbody, bogie and wheelset, each of components is connected with rigid mass, spring and damper. each of components has translation motions of longitudinal (X axis), lateral(Y axis) and vertical(Z axis) direction, and rotation motions of X, Y, Z axis which are named Rolling, Pitching and Yawing. The vibration mode of railway vehicle is difficult to find the characteristics of motion during the operation on the track because these happen to independence or duplication motion caused by vehicle, wheel/rail and track irregularity etc. This paper presents the result of ramp test to show the bounce, roll, pitch and yaw mode frequency of the railway vehicle.

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