• 제목/요약/키워드: lumped element

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Identification of dynamic characteristics of structures using vector backward auto-regressive model

  • Hung, Chen-Far;Ko, Wen-Jiunn;Peng, Yen-Tun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제15권3호
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    • pp.299-314
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    • 2003
  • This investigation presents an efficient method for identifying modal characteristics from the measured displacement, velocity and acceleration signals of multiple channels on structural systems. A Vector Backward Auto-Regressive model (VBAR) that describes the relationship between the output information in different time steps is used to establish a backward state equation. Generally, the accuracy of the identified dynamic characteristics can be improved by increasing the order of the Auto-Regressive model (AR) in cases of measurement of data under noisy circumstances. However, a higher-order AR model also induces more numerical modes, only some of which are the system modes. The proposed VBAR model provides a clear characteristic boundary to separate the system modes from the spurious modes. A numerical example of a lumped-mass model with three DOFs was established to verify the applicability and effectiveness of the proposed method. Finally, an offshore platform model was experimentally employed as an application case to confirm the proposed VBAR method can be applied to real-world structures.

관통형 비아가 있는 다층 PCB의 SI 성능 연구 (Study of SI Characteristic of Multilayer PCB with a Through-Hole Via)

  • 김리진;이재현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.188-193
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    • 2010
  • 본 논문은 관통형 비아와 전송 선로 사이의 임피던스 불연속과 P/G(Power/Ground) 면 사이에서 발생되는 공진으로 인한 클록 신호 응답 성능 저하가 관통형 비아(through-hole via)가 있는 4층 PCB(Printed Circuit Boards)의 SI(Signal Integrity) 성능에 악영향을 미치는 것을 이론적으로 분석하였다. 비아 구조의 집중소자 모델링을 이용한 반사 전압 계산과 TDR(Time Domain Reflector) 시뮬레이션 결과 비교로 관통형 비아와 전송 선로 사이의 임피던스 불연속 최소화 시킬 수 있고, 관통형 비아 위치를 이용한 P/G면 공진 상쇄의 시뮬레이션 결과로 클록 신호 응답 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

Pareto 유전자 알고리즘을 이용한 초소형 유도결합 안테나 설계 (Design of Small Antennas with Inductively Coupled Feed Using a Pareto Genetic Algorithm)

  • 조치현;추호성;박익모;김영길
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.40-48
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    • 2005
  • 본 논문에서는 NEC 코드와 Pareto 유전자 알고리즘 최적화 기법을 이용하여 초소형 유도결합 안테나를 설계하였다. 최적화된 유도결합 안테나 중 몇 가지 표본을 제작하고 성능을 측정하였다. 일반적으로 안테나의 크기가 작아질수록 입력 저항, 대역폭 및 효율이 감소하는데 비하여 제안된 방법으로 설계된 유도결합 안테나는 다른 부가적인 정합회로 없이 우수한 성능을 보인다. 간단한 회로 모델을 도입하여 제안된 유도결합 안테나의 동작원리를 설명하였고, Duroid 기판 위에 평면 구조로 제작하여 RFID 태그 안테나로써 성능을 입증하였다.

2D 전송선을 이용한 Cloaking 구조 설계 및 분석 (Design and Analysis of Cloaking Structure Using 2D Transmission Line)

  • 김충주;이범선
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권9호
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    • pp.875-880
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    • 2011
  • 본 논문에서는 기존의 인덕터와 커패시터 소자만을 이용하여 2D cloaking 회로의 단일 셀을 설계했을 경우의 단점을 보완하기 위하여 2D 전송선 구조를 이용한 cloaking 회로를 설계하고 분석하였다. 2D 전송선 구조를 이용할 경우, 단일 셀의 크기와 필요한 소자의 값을 사용 가능한 범위 안에서 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 필요한 모든 설계식을 유도하였다. 자유 공간에 완전 도체로 이루어진 원통형 산란체를 상정하고, 이에 대한 cloaking 회로를 유도된 설계식을 이용하여 설계하고 이에 대한 cloaking 효과를 우선 회로 시뮬레이터인 ADS를 이용하여 살펴보았다. 제시된 시뮬레이션 제원에서 cloaking medium 효과는 10.5 dB 이득으로 나타났다.

Guyed Tower의 계류시스템에 관한 연구 (A Study on the Behaviour of Mooring System for Guyed Tower)

  • 박영석;이명우
    • 대한토목학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.11-23
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    • 1989
  • 본 논문에서는 guyed tower의 mooring system에 관한 수치해석결과를 제시하였다. 가상일의 원리와 유한요소법을 사용하여 기본식을 유도하였으며 케이블의 기하학적 비선형성을 고려하였다. 유체의 항력과 관성력은 Morrison식을 사용하여 고려하였으며 비선형 운동방정식의 해는 Newton-Raphson방법과 Newmark-${\beta}$ 방법을 사용하여 구하였다. Tower와 mooring line의 부착점에서의 초기경사각, 인장력, clump weight를 집중하중으로 이상화 시키는 종래의 해석방법의 문제점도 아울러 고찰하였다. 수치해석 예를 통하여 본 논문에서의 해석방법의 정당성을 입증하였다.

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광 픽업 액추에이터의 부공진 원인 규명과 저감화 (Analysis and Reduction of Subsidiary Resonance of an Optical Pickup Actuator)

  • 서진규;정호섭;박기환
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권3호
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    • pp.728-734
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    • 2000
  • An asymmetric actuator can be used to reduce the distance between the reflective mirror and objective lens of a small optical disk drive for use in the notebook-sized personal computer data storage devices. However, this asymmetric actuator is very sensitive to the subsidiary resonance which is caused by its rigid body motion. In this paper, an analytical approach using a simple lumped parameter system model is presented with a physical insight to investigate why the subsidiary resonance occurs. The finite element method is used to figure out the force and torque characteristics of the asymmetric actuator which are essential to understand the subsidiary vibration characteristics. The frequency responses are presented to examine how the subsidiary resonance is altered for various situations of having different thickness of a yoke and permanent magnet and of having a different magnet circuit. Finally, the design guidelines to avoid the subsidiary resonance will be presented.

중복근을 갖는 감쇠 시스템의 고유진동수와 모드의 민감도 (Natural Frequency and Mode Shape Sensitivities of Damped Systems with Multiple Natural Frequencies)

  • 최강민;고만기;이인원
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
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    • pp.117-124
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    • 2001
  • A simplified method fur the eigenpair sensitivities of damped system with multiple eigenvalues is presented. This approach employs a reduced equation to determine the sensitivities of eigenpairs of the damped vibratory systems with multiple natural frequencies. In the proposed method, adjacent eigenvectors and orthonormal conditions are used to compute an algebraic equation whose order is (n+m)x(n+m), where n is the number of coordinates and m the number of multiplicity of multiple natural frequencies. The proposed method is an improved Lee and Jung's method which was developed previously. Two equations are used to find eigenvalue derivatives and eigenvector derivatives in Lee and Jung's method. A significant advantage of this approach over Lee and Jung's method is that one algebraic equation newly developed is enough to compute such eigenvalue derivatives and eigenvector derivatives. This method can be consistently applied to both structural systems with structural design parameters and mechanical systems with lumped design parameters. To demonstrate the theory of the proposed method and its possibilities in the case of multiple eigenvalues, the finite element model of the cantilever beam and 5-DOF mechanical system in the case of a non-proportionally damped system are considered as numerical examples. The design parameter of the cantilever beam is its height. and that of the 5-DOF mechanical system is a spring.

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Development and Performance Investigation on a 60kW Induction Motor for EV Propulsion

  • Chun, Yon-Do;Park, Byoung-Gun;Kim, Dong-Jun;Choi, Jae-Hak;Han, Pil-Wan;Um, Sukkee
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제11권3호
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    • pp.639-643
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    • 2016
  • This paper introduces the development process and investigation of a 60kW induction motor for electric vehicles. We present performance improvement in the induction motor of electric vehicle using copper die-casting based on a multi-gate process. Copper die-casting motors can reduce the size of the motor, the loss of the rotor, and material costs. We also introduce electromagnetic, thermal, mechanical design and analysis results that satisfy the design and the performance requirements. In order to analyze losses accurately of induction motor, commercial finite element analysis is done considering PWM voltage and thermal characteristics by using lumped-circuit parameters. Experimental tests are also carried out to validate the traction motor design.

유연모드를 가진 인공위성의 자세제어를 위한 동역학 모델링 및 반작용휠 제어기 설계 (DYNAMIC MODELING AND REACTION WHEEL CONTROLLER DESIGN FOR FLEXIBLE SATELLITE AOCS)

  • 우병삼;채장수
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권2호
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    • pp.386-394
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    • 1997
  • 본 연구에서는 유연모드를 고려한 위성체 모델링 방법들을 소개하고, 이에 따라 3축 안정화 위성의 유연모드를 모델링하였다. 이 모델을 강체에 대해 설계되었던 반작용휠을 이용한 자세제어루프에 적용하였다. 본 연구에서는 유한요소모델이 완성되기 전 단계에서 집합모드모델 중 전역모드모델을 이용하는 것을 제안하였고, 이를 유한요소법을 이용하여 계산된 모델과 제어기 필터 설계의 관점에서 비교하였다. 새로운 유연모드가 적용됨에 따라 제어기 요구조건을 만족시키기 위한 필터가 필요하여 반작용휠의 모터제어기 루프와 축제어기 루프에 각각 1차 필터를 설계하여 추가하였다. 제어루프 설계 및 시뮬레이션을 위해 MATLAB/Simulink를 사용하였다.

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Seismic response control of benchmark highway bridge using variable dampers

  • Madhekar, S.N.;Jangid, R.S.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제6권8호
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    • pp.953-974
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    • 2010
  • The performance of variable dampers for seismic protection of the benchmark highway bridge (phase I) under six real earthquake ground motions is presented. A simplified lumped mass finite-element model of the 91/5 highway bridge in Southern California is used for the investigation. A variable damper, developed from magnetorheological (MR) damper is used as a semi-active control device and its effectiveness with friction force schemes is investigated. A velocity-dependent damping model of variable damper is used. The effects of friction damping of the variable damper on the seismic response of the bridge are examined by taking different values of friction force, step-coefficient and transitional velocity of the damper. The seismic responses with variable dampers are compared with the corresponding uncontrolled case, and controlled by alternate sample control strategies. The results of investigation clearly indicate that the base shear, base moment and mid-span displacement are substantially reduced. In particular, the reduction in the bearing displacement is quite significant. The friction and the two-step friction force schemes of variable damper are found to be quite effective in reducing the peak response quantities of the bridge to a level similar to or better than that of the sample passive, semi-active and active controllers.