In this paper, through the study on locations of structural transducers for active control of the radiated sound from the vibrating plate, the active structural acoustic control (ASAC) system is proposed. And, for the evaluation of the proposed location, the experiment of the active structural acoustic control is implemented using the multi-channel filtered-x LMS algorithm and an additional filter (Acoustic Prediction Filter) to estimate the radiated sound using the acceleration signals of the plate. The structural transducers are piezoceramic actuator (PZT) and accelerometer. PZT is used as an actuator to reduce the vibration and the radiated sound. To maximize the control performance, each PZT actuator is located at the position that has the largest control sensitivity of the plate bending moment in the direction of x and y coordinates and the optimal PZT location is validated experimentally. Also, to find the acoustic prediction filter accurately, two accelerometers are located at the positions that have the largest radiation efficiencies of the plate, and the proposed locations are validated by simulation using the Rayleigh integral. The multi-channel filtered-x LMS algorithm is introduced to control a complex 2-D structural vibration mode. Finding the locations of structural transducers for active structural acoustic control of the radiated sound, the active structural acoustic control (ASAC) system can be presented and validated by experiments using a real time control system.
최근 건설기술이 발전함에 따라 강연선을 이용한 구조물 시공이 증가하고 있는 추세이다. 현재 강연선의 긴장력 계측을 위한 방법으로는 로드셀과 가속도계를 이용한 간접 추정방식을 주로 이용하고 있다. 그러나, 강연선이 PSC거더 내부에 삽입되어 시공되는 경우에는 장력측정에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 강연선의 긴장력을 효과적으로 계측하기 위해 전기저항식 스트랜드미터를 개발하였다. 변형률 센서 부착 위치별, 스트랜드미터의 두께와 재료에 따른 영향을 실험을 통해 검토하여 최적의 스트랜드미터를 제안하였다. 또한, 29.9m의 PSC거더에 대한 실규모 검증실험을 수행하여 현장 적용성을 평가한 결과, 하중-변형률의 신뢰도가 높게 평가되었다.
폭발볼트는 고폭약를 사용하는 분리장치의 하나로서 폭발볼트의 내부에서 형성되는 폭압 및 충격파에 의해 분리된다. 이러한 메커니즘을 갖는 폭발볼트는 분리시 생성되는 충격파 및 파편형성 최소화되도록 설계되어야 할 것이다. 본 연구에서는 폭발볼트 및 볼트를 구속하는 구속물과의 거리(Air gap)을 변수로 두어 분리시험을 수행하였다. 이때 Air gap 따른 분리유무 및 분리 형상을 확인 하였고, 가속도 센서를 이용하여 구속물의 전달되는 Pyro-shock를 측정하였다. 또한 ANSYS Autodyn 프로그램을 이용하여 폭발볼트의 분리거동을 해석하였다. 실험 및 해석으로부터 폭발볼트와 구속물 사이의 Air gap 크기에 따른 폭발볼트의 분리거동에 미치는 영향을 확인하였고 특정 볼트에 한해서 최적의 폭발볼트의 구속환경을 설정하였다.
본 논문에서는 센서 결합을 이용하여 공간상의 시스템 자세를 정확히 추정할 수 있는 확장 칼만 필터를 설계하는 방법에 대해서 제안한다. 시스템 자세는 쿼터니언 상태 변수를 이용하여 표현하며, 이는 Gauss-Newton방법을 적용하여 가속도 센서와 지자기 센서로 부터 강체의 자세를 획득 하게 된다. 측정된 쿼터니언 값과 속도 센서 값, ARVR_SDK에 의한 영상 정보 값을 이용함으로써, 상태 변화를 추정 하게 되는데, 자세 추정의 정밀도를 높이기 위해 입력 값에 대한 에러를 보정하는 과정을 추가하여 적응적으로 입력 값을 조절하는 확장 칼만 필터를 설계 적용 하였다. 그 결과, 설계된 필터에 입력 값에 대한 오차가 있어도 일정부분 이를 보정하여 추정 값에 대한 신뢰도를 높이는 결과를 실험적으로 확인 할 수 있었다.
Objective: This study to identify the mechanism of head impact that occurs during youth soccer game with regard to head injuries in sports. Method: Ten male subjects (age: 10.0±2.0 yrs.) were participated during 10 soccer practices spread out over a time period of 10 weeks. During each soccer game, the participants agreed and wore the X-Patch (wireless accelerometer, gyroscopes). The X-Patch records the head impact mechanics, such as peak linear acceleration (PLA), peak rotational acceleration (PRA), peak rotational velocity (PRV), Head Injury Criterion (HIC), and the location of impact. Results: A total of 501 impacts to the head were measured over the 10 soccer games, PLA 17.8±10.4 g, PRA 3168±2442 rad/s2; PRV 16.1±10.6 rad/s; HIC 11.7±34.2. The severity of impact was classified into 3 ranges; low 10~39 g (482 impacts); medium 40~69 g (17 impacts); and high >69 g (2 impacts). There are no significant differences in PLA and HIC (p=0.08, p=0.15), however PRA and PRV show the differences (p<.05) between each of the participants. For the analysis comparing between the soccer games, there are no significant differences in PLA, PRA, PRV and HIC (p=0.11, p=0.13, p=0.14, p=0.05). Conclusion: Our results indicated that there were significant differences between athletes, especially in terms of rotational acceleration, whereas there were significant differences in linear and rotational based variable between each of the soccer games. Although the vast majority of impacts were below 39 g there were 2 potentially dangerous impacts above 69 g. It is important that future research continuous to measure head impact mechanics during soccer to help understand head injury mechanisms to ensure the safety of athletes.
9축 IMMU기반의 3차원 자세추정에 있어 대표적인 정확성 저하요인은 가속도계 신호를 교란시키는 외부가속도와 지자기센서 신호와 관련된 자기교란이라는 두 가지 교란성분이다. 교란성분에 의한 영향을 최소화하기 위해 모델링기반 기법과 스위칭 기법이 제안되어 왔고, 이를 비교한 연구도 진행된 바 있다. 그러나 모델링기반 기법에서 모델링의 차이가 자세추정 성능에 미치는 영향에 대한 연구는 현재까지 발표된 바 없다. 본 논문은 교란성분 모델링이 IMMU기반 자세추정 정확성에 미치는 영향을 확인하기 위해, 모델링에 차이가 있는 최근 발표된 두 알고리즘을 다양한 시험조건에서 비교하였다. 이를 통해 교란성분 모델링의 차이는 진행잡음 공분산 행렬에 차이를 발생시키며, 이로 인해 자세추정 성능에 영향을 끼칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 시험결과 두 알고리즘은 평균제곱근오차에서 롤 피치 요평균 $1.35^{\circ}$ 및 요성분 $3.63^{\circ}$의 차이를 발생시켰다.
본 논문에서는 사용자의 동작을 측정하고 물리적인 변화를 사용자에게 느끼게 하여 실제 스노우보드를 즐기는 것 같은 스노우보드 시뮬레이터를 개발하였다. 스노우보드는 사용자의 무게중심에 따라 속도와 방향이 결정된다. 개발된 시뮬레이터는 스노우보드 플레이트에 4개의 스프링을 장착하여 사용자의 무게 중심의 변화에 따라 기울기를 변화시켜 스노우보드의 기울기 변화를 직접 느낄 수 있게 하였다. 사용자의 무게중심의 변화에 따른 기울기는 3축 가속도센서를 사용하여 측정하였다. 스노우보드의 회전에 따라 발생하는 슬로프의 마찰을 BLDC 모터를 사용하여 사용자가 느낄 수 있도록 하였고, 스노우보드의 회전은 홀센서를 사용하여 측정하였다. 시뮬레이터의 빠른 데이터 처리를 위해 두 개의 MCU를 사용하여 가속도 센서와 모터를 별도로 사용하여 측정된 데이터를 PC로 전송하였다. 개발된 시뮬레이터는 슬로프의 경사 및 마찰을 직접 경험할 수 있으며, 측정된 데이터와 HMD를 착용하여 보다 현실감이 있는 스노우보드를 즐길 수 있도록 하였다.
이 연구에서는 최근 사회기반시설물의 스마트 모니터링을 위하여 많은 관심을 받고 있는 광섬유 FBG형 가속도계와 MEMS형 가속도계의 적용성을 평가하고자 하였다. 이들의 성능을 비교하기 위하여 저주파수 영역에서 높은 민감도와 신뢰성을 가지고 있는 ICP형 가속도계를 스마트 센서와 동시에 모형구조물에 부착하여 소규모 진동대 실험을 수행하였으며, 계측된 응답을 이용하여 모드해석을 수행함으로써 간접적으로 계측자료의 신뢰성을 비교하였다. 계측자료로부터 구한 모드자료를 이용하여 진단빌딩의 층간 강성을 추정하였다. 추정된 강성의 신뢰성을 검증하기 위하여 기지의 질량을 추가하여 구조물의 특성을 변경시킨 후, 다시 진동대 실험을 수행하여 구한 실험모드해석 결과를 수치해석결과와 비교하였다.
엘리베이터의 자체점검과 정기검사, 완성검사, 정밀안전검사 등은 엘리베이터 운행을 위한 중요 검사로써 엘리베이터의 성능 및 안정성을 평가하는 기초 자료다. 자체점검 및 안전검사항목에 엘리베이터의 진동에 관한 사항에 대해서는 특별히 명시되어 있지 않으나 진동은 여러 가지 분석 자료를 제공해 줄 수 있는 필수요소로 되어있다. 엘리베이터의 진동을 측정하기 위한 "EVA-625"라는 장비는 컴퓨터로 데이터를 읽어 숙련된 엔지니어에 의해 측정된 값을 분석할 수 있다. 본 논문에서는 3축 가속도 센서를 이용하여 엘리베이터의 진동을 측정하여 데이터를 송신 받을 수 있는 하드웨어와 시스템 설계 플랫폼 및 개발환경인 LabVIEW의 G 그래픽 프로그래밍 언어를 이용하여 수집되는 데이터를 분석할 수 있는 소프트웨어를 설계하고 구현하였다.
Objective: The aim of this study was to develop the adaptive device for severe physical disabilities using smart device in the driving simulator and its performance evaluation. Development of appropriate driving adaptive device for the people with serious physical limitation could contribute to maintain their community mobility. Background: There is lack of adaptive driving devices for the people with disabilities in Korea. However, if smart device systems like iPod and iPhone are used for driving a car, the people with serious physical limitations can improve their community mobility. Method: Both gyroscope and accelerometer from iPod were used to measure the tilted angle of the smart device for driving. Customized Labview program was also used to control three axis motors for steering wheel, accelerator and brake pedals. Thirteen subjects were involved in the experiment for performance evaluation of smart device in simulator. Five subjects had driver licenses. Another four subjects did not have driver licenses. Others were people with disabilities. Results: Average driving score of the normal group with driver license in the simulator increased 46.6% compared with the normal group without driver license and increased 30.4% compared with the disabled group(p<0.01). There was no significant difference in the average driving score between normal group without driver license and disabled group(p>0.05). Conclusion: The normal group with driver license showed significantly higher driving score than other groups. The normal group without driver license and disabled group could improve their driving skills with training in simulator. Application: If follow-up studies would be continued and applied in adapted vehicle for on road environment, many people with more severe disabilities could drive and improve the quality of life.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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