LQG/LTR 설계방법을 이용한 자동차 현가장치 능동제어

황재혁,김두만 한국항공대학교 1993 論文集 Vol.31 No.-

본 연구에서는 1/4 car 모델을 사용하여 자동차 현가장치의 LQG/LTR 능동제어기를 설계하고 그 안정도-강인성을 해석적으로 살펴보았다. 일반적으로 자동차 현가장치는 약 0.5-10 Hz 의 저주파영역의 밴드통과필터 역할을 한다. 특히 이 부분의 영역은 탑승자가 민감하게 느끼는 주파수 대역이므로 승차감 및 조종성에 매우 중요하다. 본 논문에서는 0.5-10 Hz 부근의 승차감 및 조종성 향상에 초점을 두고, 차체의 속도를 출력변수로 하는 LQG/LTR제어기를 설계하였다. 설계된 제어기를 사용하여 시뮬레이션을 수행한 결과 약 0.5-3.0 Hz 영역의 승차감과 0.5-3.0 Hz 부근의 조종성을 평가하는 새로운 인덱스를 제시하였으며, 본 연구에서 설계된 능동시스템은 수동형에 비해 약 9.2% 강인성이 증가 하였다. An automatic active suspension system using LQG/LTR method and 1/4 car model has been deigned and the stability robustness of the active system also has been analyzed in this sutdy. The automotive suspension system generally behaves like a low frequency band-pass filter(0.5-10Hz). Passengers are very sensitive to this frequency range in terms of ride quality and road holding ability. In this paper, a LQG/LTR controller is sugested to improve the ride quality and road holding ability in the specified frequency range. It has been found by numerical simulations that the ride quality and road holding ability can be imporved in the frequency ranges of 0.5-3.0 Hz and 0.3-2.1 Hz respectively. In addition,a new index to evaluate the stability rovustness of the active suspension system is suggested. It is shown that the stability rovbustness of the LQG/LTRcontroller designed in this paper is increased by about 9.2%, compared to the passive system.

비정상 랜덤 가진력을 받는 항공기 착륙장치의 매개변수 최적설계

황재혁,박영창,이혜진 한국 항공대학교 항공산업기술연구소 2000 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.10 No.-

본 논문에서는 항공기 착륙장치 동특성 해석을 통해 얻어진 중요한 매개변수를 최적 설계하는 연구를 수행하였다. 착륙장치는 선형계로 모델링하였으며, 최적설계시 성능지수는 항공기의 탑승감, 노면안정성, 완충기의 공간확보성으로 구성하였고, 설계기법으로는 확률적 최적제어기법을 사용하였다. 최적설계 전후에 대한 성능지수 및 착륙장치의 제곱평균응답 특성을 비교한 결과 성능이 매우 향상되었음을 확인할 수 있었다. The dynamic characteristics of an aircraft landing gear under nonstationary random excitation needs to be taken into account during structural design as well as to protect the cargo and on-board instrumentation. It has been found that the parameters of shock absorber played a prominent role on the dynamic characteristics. In this paper, the optimal design of the prominent parameters was conducted with respect to ride comfort, road holding, absorber stroke space using the stochastic optimal control control theory. The kinematic excitation to landing gear was modeled as a output of a first order linear spatial shaping filter to white noise excitation. The response of landing gear was found to be improved in comparison to that of original system.

모델 불확실성에 강인한 유연구조물의 입력설계

황재혁,공병식 한국 항공대학교 항공산업기술연구소 1997 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.7 No.-

This paper compares input shaping techniques for controlling residual vibration of flexible structures. Input shaper generates vibration-reducing shaped commands through convolution of an impulse sequence with the desired command. Both feed forward and feedback control approaches with/without input shaper for uncertain dynamical systems are investigated to evaluate the control performances. The control objective is to achieve a fast settling time and robustness to plant uncertainty, to eliminate residual vibrations. It is shown by a series of simulation that a properly designed feedback controller with input shaper performs well, as compared with open-loop controller with input shaper.

마이크로 컨트롤러를 이용한 지능구조물의 진동제어시스템 개발

황재혁,홍의표,이원석,최용훈 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2003 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.13 No.-

본 논문에서는 유연구조물의 진동을 제거하기 위하여 압전 세라믹(PZT)을 감지기와 작동키로 이용하였다. 진동을 제거하기 위한 제어 방법은 위치 되먹임 제어와 속도 되먹임 제어 두가지 방법을 사용하였다. 위치 되먹임 제어는 구조물의 각 지점의 위치를 감지해 내고 이를 역으로 걸어 주는 것이고 속도 되먹임 제어는 유연부착물의 각 지점에서의 속도에 대한 정보를 역으로 걸어 주는 것이다. 즉, 압전 감지기의 감지 전압을 이용해서 속도 되먹임 제어를 할 수 있다. 적용된 두 제어 방법 모두 개회로일 때 보다 좋은 성능을 나타내었다. 그러나 위치 되먹임 제어가 스필오버(spill-over)가 심했고 속도 되먹임 재어보다 정착시간(Settling Time)이 더 길었다. 본 실험에서는 속도 되먹임 제어가 적은 에너지로도 위치 되먹임 제어보다 좋은 성능을 보였다. 제어시스템을 구축하기 위해서 마이크로 컨트롤러를 사용한 제어보도를 설계하고 제작하였다. 제어 보드에 사용된 마이크로 컨트롤러는 Intel 80c196ke를 사용하였으며 마이크로 컨트롤러의 A/D, D/A 기능을 보완하기 위해서 A/D, D/A 보드를 제작하였으며, 사용자 편의와 원거리 제어를 위해서 사용자 보드를 제작하였다. 본 실험에서 제작한 제어 보드는 본 실험에 쓰인 외괄보 뿐만 아니라 압전 세라믹을 이용한 모든 구조물의 능동진동제어에 쓰인 수 있도록 제작되었다.

실험적 모드해석법을 이용한 시스템행렬 추정

황재혁,박진호,이혜진 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

본 논문에서는 시스템의 고유진동수, 모드감쇠비 및 모드모양을 구하는 방법에 대하여 알아보고 구해진 모달파라메타(고유진동수, 모드감쇠비, 모드모양)를 이용하여 시스템 행렬을 추정하는 방법에 대하여 논하였다. 이 방법을 5자유도 모델에 적용하여 시뮬레이션을 하였고 정확한 모델과 추정한 모델의 결과를 비교해보았다. 또한 실험을 통하여 알루미늄 Beam의 모달파라메타를 구했으며 구해진 모달파라메타를 이용하여 시스템 행렬을 추정했다. 추정된 시스템 행렬의 타당성을 판단하기 위하여 실험으로부터 구한 주파수 응답함수와 추정한 모델로부터 구한 주파수 응답함수를 비교하였다. 또한 실험으로부터 구한 주파수 응답함수를 Modal Analysis 소프트웨어인 ME' ScopeVES에 적용하여 모드모양을 구했고, 실험재료를 3차원으로 모델링하여 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS에 적용하여 모드모양을 구했고, 실험적인 모드모양과 해석적인 모드모양을 비교하였다. This paper presents the method of getting natural frequency, modal damping ratio, and mode shape of a system, and then describes the method of estimating the system matrices using the modal parameters(natural frequency, modal damping ratio, and mode shape) obtained. In order to prove the validity of this method, simulation study and experiment was performed. In the simulation study, 5 DOF exact model was assumed. Modal parameters can be obtained from frequency response function of the exact system matrices, and then the method of estimating the system matrices can be applied. Frequency response functions of the two model ( exact and estimatied ) were compared. In the experiment, aluminum beam was used. Modal Parameters can be obtained from using accelerometers, force transducer, FFT Analyzer (DI-2200) and ME' ScopeVES (Modal Analysis Software). Frequency response functions of the two model ( experimented and estimatied ) were compared.

입력 설계기법을 이용한 유연구조물의 다중모드 제어기법 연구

황재혁,권오훈,이혜진 한국항공대학교 항공우주산업기술연구소 2002 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.12 No.-

본 논문에서는 유연 구조물의 전류 진동을 제거하기 위한 방법으로 다중모드를 고려하여 제어하는 방법을 연구하고 실험을 하였다. 시간 영역에서의 ZVD-ZVD방법과 주파수 영역에서 근사 시간지연 기법을 시스템의 2차 모드까지 고려하여 입력을 설계하고, 그 설계된 입력을 실험에 적용하여 그 결과를 1차 모드만을 고려하였을 때와 비교하였다. 실험장치는 AC서보 모터에 허브를 달고, 그 허브에 유연한 구조물을 부착하여 구성하였다. 실험에 앞서 시뮬레이션을 위해 실험을 하고자 하는 모델을 모델링하고 운동방정식을 유도한 후, 그 구조물의 회전 시 발생하는 잔류진동을 제거하기 위해 다중모드를 고려하여 입력설계를 하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해 얻어진 설계된 입력을 실제 실험장치를 통해 적용을 하였다. 제어 알고리즘은 C언어 프로그램을 이용하여 제작하였고, 실험장치에서 나온 결과값은 스트레인 게이지를 통해 얻어 그 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 다중모드를 고려하여 입력을 설계한 경우, 1차 모드만을 제어하였을 때보다 유연구조물에 발생하는 잔류진동을 억제하는데 있어서 더 효과적인 방법임을 시뮬레이션과 실험을 통해 확인하였다. This paper includes our research and experiment on control method in consideration of multi mode to attenuate residual vibration of flexible structure. At first, Input has been shaped taking 2nd mode of system into consideration suing ZVD-ZVD method in a time domain and user selected Time-delay method in a frequency domain. Then, The Result has been obtained by appling the shaped input to the testing equipment. The comparison was made between the above acquired result and the result made when only 1st mode was considered. This paper confirms by simulation and experiment that application of the input shaped by taking multi mode into consideration is more effective method to attenuate residual vibration of flexible structure than when only 1st mode is controlled and No controlled.

우리나라 行政區劃線의 不合理要因과 그 改善方向에 관한 硏究

金裕赫,琴東信,梁在乾,李鳳三 단국대학교 법정대학 지역개발학과 1980 地域開發論叢 Vol.2 No.-

1. This thesis aims at analyzing the characteristics of the demarcation line of the administration areas in Korea by reviewing the history and background of how it was drawn and at the same time at exploring ways of correcting factors contributing to problems and ineffectiveness of administration. In order to collect data of opinions on this matter from officials actually assigned to the counties and their sub-level administration areas where administration is bifurcated in two separated blocks of areas, irrespective of the administrative efficiency and convenience of the populace in the areas, we selected eight kuns of this nature and sent questionaires to 488 chiefs and leading officials of kuns, myuns and villages. A total of 237 persons, 48.6% out of 488 responded. This data proved to be very expedient and instrumental in carrying out this study. 2. One of the characteristics of the demarcation line of administration areas is that it is drawn on the basis of natural conditions such as the extention of mountains, meandering lines of rivers, the formation of the community, traditional reasons, and so forth rather than on the theoretical as well practical backgrounds imbued with administrative philosophy, which seeks for rational and balanced development of a whole community with two factors in mind: the principle of spatial division as an administrative skill and the principle of spatial harmony for balanced division of administration zones. However, it is true that a large number of local inhabitants have felt inconveniences due to the boundary lines being zigzag or meandering. When we surveyed on the frequency of going to market as an indicator of economic activities of the people living along the boundary lines, it is found that almost 77.6% of the people questioned answered that they were going to markets located in the neighboring kun rather than those in their own administration zones. The factors that lead to choosing markets are usually two: one is spatial distance and the other is the peoples norm of life. Although the nature of the responses may vary according to where people live within the divided block of the administration area, a total of 86.6% of the questioned expressed their hope that the boundary lines would be straightened. This reflects their wishes of improving the efficiency of local administration and convenience of living for effectiveness of the administration cantrol. For example, state boundary lines of the U.S and Australia belong to the theoretical type is whereas sung boundary lines of China and kun(county) demarcation lines of Korea belong to the natural condition (or setting) type. Especially, some of administration demarcation lines of Korea have been zigzay so that one kun is divided into two or more separate blocks of areas as the result of city administration areas within the kun becoming enlarged. There are eight cases of this nature in Korea. 3. Our survey which was conducted to discover in part the extent of awareness of such bifurcation or division by the inhabitants living in the divided zones, showed that only 83.4% of those who responded said that they had knows the fact and the remaining 15.5% were quite unaware of the fact until they came to realize it upon reading our questionaire. This extent of unawareness means that local ranking administration leaders did not pay much attention to the effect of the local administration with respect to the boundary lines. 4. Speaking from the above finding, we are to propose that irrational factors related to the present administration demareation lines be corrected and improved for the following reasons: 1) To enhence the efficiency of administration, 2) To reestablish the system of utilization of resources 3) And finally to enlarge the integrated potentials of various social dynamics. We hope that efforts will be made to straighten administration demarcation lines as far as possible, taking into consideration the opinions and wishes of the people living in the affected areas and zones so that directions of development and improvement on this matter may be effectively explored. At the same time we propose the establishment of long range policies with a view of eliminating disparity in the development between the regions, by implementing necessary measures for development of local cities.

항공기 노즈 랜딩기어의 쉬미 해석

황재혁,김두만,남창호,임경호 한국항공대학교 1993 論文集 Vol.31 No.-

본 연구를 통하여 항공기 노즈 랜딩기어의 동안정성을 지배하는 운동방정식을 유도하고, 이를 수치적으로 해석하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 어떠한 초기조건 및 파라메타의 변화가 착륙장치의 동안정성에 미치는 영향을 해석하는데 매우 유용한다. 노즈 랜딩기어의 운동 방정식을 해석한 결과, 동적 불안정을 유발시키는 중요한 파라메타를 결정하였고, 이 파라메타들을 적적히 조절하면 지배장정식은 안정된 해를 갖게 된다. 그 중 대표적인 파라메타는 K?,K₃,C이다. 해의 두번째 특징으로 발산하지 않는 해 가운데서 쉬미(shimmy)현상을 나타내는 해가 있다. 쉬미현상은 비선형 시스템에서 나타나는 리미트사이클로서 고정된 진폭과 주파수를 갖고 진동하는 해를 뜻한다. 이러한 쉬미현상을 해석한 결과, 조향계통의 프리플레이(free play)가 쉬미 발생에 결정적인 원인이 됨을 확인 하였다. In this study, the equations of motion of an nose landing gear system for shimmy analysis has been derived and then the equations have been solved by numerical method. The developed program in this study is useful to evaluate the effect of the initial conditions and parameters of the nose landing gear on the its dynamic stability. It has been found that the parameters such as K?K₃,C? play the most prominent role on the dynamic stability of the nose landing gear. Shimmy is a kind of limit cycle which can be occurred in the nonlinear dynamic systems. Shimmy has been analyzed numerically in this paper. It turns out that the free play in the steering system is the most important factor to generate shimmy.

상악 유전치의 치근단 병소로 인한 만곡 영구전치

지혁준,최병재,이제호 대한소아치과학회 2001 大韓小兒齒科學會誌 Vol.28 No.1

치아만곡은 조직-형태분화기에 나타나는 치아형태의 이상으로 석회화된 부위와 미석회화된 부위간의 장애로 인해서 치관 및 치근 모두에서 발생하는 기형이며, 상악 절치에서 호발하며 매복 가능성이 높다고 보고되었다. 만곡의 원인으로는 유치의 외상, 치배의 이소성 발육, 낭종이 있으며 그외에 otodental syndrome, 쇄골두개이골증에서 보고되었다. 본 증례는 치아우식증으로 인해서 발생된 치근단병소가 치아만곡을 유발할 수 있는 원인이 될 수 있다고 생각하였기에 이에 보고하는 바이다. Dilaceration is a tooth abnormaly occuring in the histo-morphodifferention stage resulting from disturbance between the uncalcified and already calcified portion that affects both the crown and root. The involved tooth is usually the maxillary central incisor and it also shows high prevalence of impaction. The cause of dilaceration can be either from the trauma of the primary tooth, ectopic development of the tooth germ or from cysts. And it is also found in some cases of Otodental syndrome, Hurler syndrome, Cleidocranial dysostosis. The purpose of this study is to show that periapical lesions caused by dental caries can be another factor in causing dilacerations.

독립모달공간 제어기법에서 작동기의 수 및 최적위치 선정

황재혁,백승호 한국 항공대학교 항공산업기술연구소 1994 航空宇宙産業技術硏究所 硏究誌 Vol.4 No.-

In this study, a new formulation of independent modal space control is developed to handle the attitude and vibration control problem for large flexible structures. The main advantage of this method is that one can obtain an analytical solution for the optimal control law for very large order systems. The fundamentaal limitation of previous works, the requirement of one actuator for each mode to be controlled, is relaxed in the new formulation. The closed-loop design is obtained while independently assuring stability and the design may be iterated to improve the closed-loop dynamic characteristics. The ease of control law generation by this method is seen to be obtained at the expense of the ability to adjust directly the penalties on the actuator efforts. Since actuator optimal placement is of fundamental importance, three methods which are simple to use for determination of optimal actuator locations have been suggested.