MR댐퍼를 적용한 항공기 착륙장치의 하이브리드 제어기법 연구

탁준모,루엥 비엣,황재혁 항공우주시스템공학회 2018 항공우주시스템공학회지 Vol.12 No.1

본 연구에서는 기존의 하중제어기법을 보완한 하이브리드 제어기법을 제안하였다. 제안된 하이브리드제어기법은 기존 하중제어기법에서 발생하는 채터링 현상을 제거하고, 높은 충격흡수효율을 얻을 수 있는 제어기법이다. 제어기 설계를 위해 MR댐퍼가 적용된 착륙장치를 구성하고, 착륙장치의 운동방정식을 유도하였다. 다물체 동역학 해석 소프트웨어인 RecurDyn을 이용하여 시뮬레이션 모델을 구성한 후하이브리드 제어기를 설계하였다. 본 연구의 하이브리드 제어기는 스카이 훅 제어기를 기반으로 최대스트럿 하중과 변위를 줄일 수 있으며, 부가되는 하중제어 기법을 통해 고효율의 제어기법을 구현할 수있다. 채터링 방지를 위해 효율적인 제어기법 스위칭과 입력설계(Input Shaping) 기법을 적용하여 낙하시뮬레이션을 수행하였고, 각각의 결과를 비교하여 착륙 특성에 대해 성능평가를 수행하였다. In this study, a hybrid control method that adjusts for the existing force control technique has been presented for consideration. The proposed hybrid control technique does away with the chattering phenomenon occurring in existing force control technique and provides high shock absorption efficiency. In order to design the controller for the landing gear with MR damper, the equation of motion of the landing gear was derived. The hybrid controller was designed after constructing a simulation model using Recur-Dyne, multi-body dynamic analysis software. The hybrid controller can reduce the maximum strut force and displacement based on the skyhook controller, and is able to get the high efficiency by making it work for the additional force control technique. In addition, an effective switching control technique and input shaping technique was applied to prevent the chattering in the drop simulation. Finally, the performance of the landing characteristics was evaluated throughout the various drop simulations.

유한요소모델개선을 위한 하이브리드 최적화기법의 수치해석 검증

정대성,김철영 한국지진공학회 2006 한국지진공학회논문집 Vol.10 No.6

기존의 유한요소모델개선기법들은 측정에 의한 모달 데이터와 해석적으로 계산된 시스템 행렬로 구성된 수학적인 목적함수를 사용하거나 업데이팅 변수에 관한 모달 특성의 미분함수를 사용하여야만 한다. 따라서 교량구조물과 같은 복잡한 구조물에의 적용이 어렵고 역해석에 있어 해의 안정성 문제가 발생할 수 있다. 또한 개선된 모델이 물리적인 의미를 지니지 못할 수도 있다. 본 논문에서는 유전자알고리즘과 Welder-Mead의 심플렉스기법을 사용한 하이브리드 최적화 유한요소모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 최적화 기법의 성능을 검증하기 위해 3개의 국부최소값과 1개의 전체최소값을 갖는 Goldstein-Price 함수를 사용하여 비선형문제에 대한 적용성을 검토하였다. 또한 최적화목적함수의 영향을 검토하기 위해 10개의 자유도를 갖는 스프링-질량 모델을 사용하여 변수연구를 수행하였다. 최종적으로 수치해석을 통해서 질량과 강성을 동시에 개선하기 위한 최적화 목적함수를 제시하고, 제안된 하이브리드 최적화 기법이 유한요소모델개선을 위해 매우 효과적인 방법임을 입증하였다. Most conventional model updating methods must use mathematical objective function with experimental modal matrices and analytical system matrices or must use information about the gradient or higher derivatives of modal properties with respect to each updating parameter. Therefore, most conventional methods are not appropriate for complex structural system such as bridge structures due to stability problem in inverse analysis with ill-conditions. Sometimes, moreover, the updated model may have no physical meaning. In this paper, a new FE model updating method based on a hybrid optimization technique using genetic algorithm (GA) and Holder-Mead simplex method (NMS) is proposed. The performance of hybrid optimization technique on the nonlinear problem is demonstrated by the Goldstein-Price function with three local minima and one global minimum. The influence of the objective function is evaluated by the case study of a simulated 10-dof spring-mass model. Through simulated case studies, finally, the objective function is proposed to update mass as well as stiffness at the same time. And so, the proposed hybrid optimization technique is proved to be an efficient method for FE model updating.

하이브리드 하드디스크를 위한 효율적인 데이터 블록 교체 및 재배치 기법

박광희(Kwanghee Park),이근형(Geunhyung Lee),김덕환(Deok-Hwan Kim) 한국정보과학회 2010 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.16 No.1

최근 낸드 플래시 메모리가 하드디스크 수준으로 읽기 성능이 향상되고, 전력소비가 훨씬 적음에 따라, 플래시메모리와 하드디스크를 같이 사용하는 하이브리드 하드디스크와 같은 이기종 저장장치들이 출시되고 있다. 하지만 낸드 플래시 메모리의 쓰기 및 삭제 속도가 기존 자기디스크의 쓰기 성능에 비해 매우 느릴 뿐 아니라, 사용자 층에서 쓰기 요청이 집중될 경우 CPU, 메인 메모리에 심각한 오버헤드를 발생시킨다. 본 논문에서는 비휘발성 캐시의 역할을 하는 낸드 플래시 메모리의 성능을 향상시키기 위해 읽기의 참조 빈도는 낮고, 쓰기의 갱신 빈도가 높은 데이터 블록들을 교체하는 LFU(Least Frequently Used)-Hot 기법을 제시하고, 교체 될 데이터 블록들을 재배치하여 자기디스크로 플러싱하는 기법을 제시한다. 실험 결과, 본 논문에서 제안하는 LFU-Hot 블록 교체 기법과 멀티존 기반의 데이터 블록 재배치기법 실행시간이 기존 LRU, LFU 블록 교체 기법들보다 입출력 성능 면에서 최대 38% 빠르고, 비휘발성 캐시의 수명을 약 40% 이상 향상 시킴을 증명하였다. Recently heterogeneous storage system such as hybrid hard disk drive (H-HDD) combining flash memory and magnetic disk is launched, according as the read performance of NAND flash memory is enhanced as similar to that of hard disk drive (HDD) and the power consumption of NAND flash memory is reduced less than that of HDD. However, the read and write operations of NAND flash memory are slower than those of rotational disk. Besides, serious overheads are incurred on CPU and main memory in the case that intensive write requests to flash memory are repeatedly occurred. In this paper, we propose the Least Frequently Used-Hot scheme that replaces the data blocks whose reference frequency of read operation is low and update frequency of write operation is high, and the data flushing scheme that rearranges the data blocks into the multi-zone of the rotation disk. Experimental results show that the execution time of the proposed method is 38% faster than those of conventional LRU and LFU block replacement schemes in I/O performance aspect and the proposed method increases the life span of Non-Volatile Cache 40% higher than those of conventional LRU, LFU, FIFO block replacement schemes.

복합형 하이브리드 굴삭기를 위한 동력전달계 제어기법 연구

김학구(Hakgu Kim),최재웅(Jaewoong Choi),유승진(Seungjin Yoo),이경수(Kyoungsu Yi) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集A Vol.35 No.12

본 논문은 복합형 하이브리드 굴삭기를 위한 동력전달계 제어기법에 대하여 기술하였다. 하이브리드 굴삭기는 기존 굴삭기의 동력전달계를 하이브리드화 하여 연비향상 및 배출가스 저감을 목표로 개발되고 있다. 특히 복합형 하이브리드 굴삭기는 유압시스템의 일부를 전기시스템으로 대체하여 낮은 유압효율로 인한 에너지 손실을 줄일 수 있도록 구성되어 있다. 해당 굴삭기의 하이브리드 동력 제어기는 동력전달계의 동력 흐름을 관리하여 굴삭기의 연비를 향상 시키고, 슈퍼 커패시터의 충전량을 적절한 범위에서 유지하며, 기존 굴삭기에 준하는 성능을 유지하여야 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 슈퍼 캐패시터의 충전량 기반의 서모스탯(Thermostat)형 제어기와 실시간 최적해를 이용한 ECMS 제어기를 설계하였으며 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 하이브리드 굴삭기의 연비가 대략 20% 이상 향상될 것으로 기대되며, 특히 등가 연료 개념을 이용한ECMS 제어기의 성능이 서모스탯(Thermostat)형 제어기에 비해 연비 및 슈퍼 커패시터 충전량 관리 측면에서 보다 향상된 것을 확인하였다. This paper presents the power management strategies for a compound hybrid excavator. The compound hybrid excavator has been replaced the hydraulic swing motor to the electric swing motor. This excavator requires a proper control algorithm to regulate the energy flow between the mechanical coupling and the electric devices. The controller should improve fuel economy and maintain the super capacitor voltage within a proper range. A thermostat controller and ECMS controller are designed such that these objectives can be achieved. The thermostat controller regulates the power of the engine-assist motor on the basis of the super capacitor voltage, and the ECMS controller determines it using the real-time fuel minimization strategy based on the concept of equivalent fuel. Simulation results showed that by using the hybrid excavator, the fuel economy becomes about 20% higher than that obtained using the conventional excavator and that the ECMS controller outperforms the thermostat controller.

하이브리드 메인 메모리의 성능 향상을 위한 페이지 교체 기법

이민호(Minhoe Lee),강동현(Dong Hyun Kang),김정훈(Junghoon Kim),엄영익(Young Ik Eom) 한국정보과학회 2015 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.21 No.1

DRAM은 빠른 쓰기/읽기 속도와 무한한 쓰기 횟수로 인해 컴퓨터 시스템에서 주로 메인 메모리로 사용되지만 저장된 데이터를 유지하기 위해 지속적인 전원공급이 필요하다. 반면, PCM은 비휘발성 메모리로 전원공급 없이 저장된 데이터를 유지할 수 있으며 DRAM과 같이 바이트 단위의 접근과 덮어쓰기가 가능하다는 점에서 DRAM을 대체할 수 있는 메모리로 주목받고 있다. 하지만 PCM은 느린 쓰기/읽기 속도와 제한된 쓰기 횟수로 인해 메인 메모리로 사용되기 어렵다. 이런 이유로 DRAM과 PCM의 장점을 모두 활용하기 위한 하이브리드 메인 메모리가 제안되었고 이에 대한 연구가 활발하다. 본 논문에서는 DRAM과 PCM으로 구성된 하이브리드 메인 메모리를 위한 새로운 페이지 교체 기법을 제안한다. PCM의 단점을 보완하기 위해 제안 기법은 PCM 쓰기 횟수를 줄이는 것을 목표로 하며 실험결과에서 알 수 있듯이 본 논문의 제안 기법은 다른 페이지 교체 기법에 비해 PCM 쓰기 횟수를 80.5% 줄인다. In modern computer systems, DRAM is commonly used as main memory due to its low read/write latency and high endurance. However, DRAM is volatile memory that requires periodic power supply (i.e., memory refresh) to sustain the data stored in it. On the other hand, PCM is a promising candidate for replacement of DRAM because it is non-volatile memory, which could sustain the stored data without memory refresh. PCM is also available for byte-addressable access and in-place update. However, PCM is unsuitable for using main memory of a computer system because it has two limitations: high read/write latency and low endurance. To take the advantage of both DRAM and PCM, a hybrid main memory, which consists of DRAM and PCM, has been suggested and actively studied. In this paper, we propose a novel page replacement algorithm for hybrid main memory. To cope with the weaknesses of PCM, our scheme focuses on reducing the number of PCM writes in the hybrid main memory. Experimental results shows that our proposed page replacement algorithm reduces the number of PCM writes by up to 80.5% compared with the other page replacement algorithms.

이종 필드 로봇의 협업을 위한 하이브리드 제어 시스템 개발

주찬영 ( Chanyoung Ju ),손형일 ( Hyoung Il Son ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1

군집로봇은 단일 로봇에 비해 광범위한 작업 영역을 커버할 수 있으며, 작업 시간을 단축해 효율성을 향상한다. 특히, 이종 로봇으로 구성된 군집로봇 시스템은 확장성과 유연성이 우수해 재난구조, 농업, 수산업, 축산업, 행성 탐사, 원자력, 국방 등 다양한 필드 분야에 적용되고 있다. 기존의 군집로봇 시스템은 미분 또는 차분방정식으로 모델링되어 time-driven 동적 특성에 관한 연구가 주로 수행됐다. 하지만, 기존의 접근법은 로봇의 수와 이종성(heterogeneity)이 증가할수록 시스템의 high-dimensionality와 complexity를 다루기엔 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 시스템의 동적 특성이 자동으로 또는 순서에 따라 발생하는 것이 아닌 어떤 상태의 변화나 발생하는 사건을 기반으로 동작하는 event-driven 동적 특성에 초점을 둔 접근법을 적용한다. 제안하는 접근법은 time-driven 및 event-driven 동적 특성을 표현하는 정형 기법 (formal methods) 중 하나인 유한 오토마타를 사용해 이종 필드로봇을 모델링하고, 이를 제어하기 위한 하이브리드 제어 시스템을 개발한다. 하이브리드 제어 시스템은 시간 영역의 하위 제어기와 사건 영역의 상위 제어기로 구성되며, 상위 제어기는 수평적 및 수직적으로 분할하여 분산형 제어구조를 갖도록 설계했다. 설계된 하이브리드 제어 시스템을 평가하기 위해 무인지상로봇(UGV: unmanned ground vehicle)과 무인항공로봇(UAV: unmanned aerial vehicle)으로 구성된 이종 필드 로봇을 사용하여 과수원 환경에서 실험 시나리오를 수행했다. 실험 시나리오는 UAV가 먼저 할당된 작업 영역을 sensing하고, sensing이 완료된 사건을 통해 각각의 UGV가 분할된 작업 영역에 대해 주어진 임무(mapping, target approaching, obstacle avoidance, navigation)를 수행하도록 설계했다. 실험 결과, 개발된 하이브리드 제어 시스템은 event-driven 특성을 기반으로 체계적인 제어 및 시스템 해석이 가능하며, 정형 기법은 시스템의 고차원성과 복잡성을 보다 유연하게 대처하여 그 확장성이 우수하다.

하이브리드 유전자 알고리즘과 다중목적함수를 적용한 플레이트 거더교의 격자모델에 대한 유한요소 모델개선

정대성,김철영 한국지진공학회 2008 한국지진공학회논문집 Vol.12 No.6

본 논문에서는 거더교 형식을 갖는 교량구조물의 격자 유한요소모델에 대한 모델개선을 위해 하이브리드 유전자 알고리즘에 기초한 유한요소 모델개선기법을 제안하였다. 하이브리드 유전자 알고리즘은 유전자 알고리즘과 심플렉스 최적화방법에 기초한 직접탐색기법으로 구성하였다. 제안된 기법에 적용할 수 있도록 고유진동수, 모드형상 및 정적 처짐에 대한 계측값과 유한요소해석 결과를 사용한 적합함수를 제시하고, 강성과 질량을 동시에 개선할 수 있도록 이들 세 가지 적합함수의 선형 조합 형태를 갖는 다중목적함수를 제시하였다. 제안된 방법은 2경간 연속 격자 유한요소모델의 수치예제와 단경간 플레이트 거더교에 대하여 검증하였다. 수치예제의 경우, 랜덤 노이즈를 고려한 계측오차의 영향을 수치해석적으로 평가하였다. 수치해석과 실험적 검증을 통해, 제안된 방법이 거더교 형식의 교량에 대한 유한요소 모델개선에 적합하고 효과적임을 검증하였다. In this study, a finite element (FE) model updating method based on the hybrid genetic algorithm (HGA) is proposed to improve the grillage FE model for plate girder bridges. HGA consists of a genetic algorithm (GA) and direct search method (DS) based on a modification of Nelder & Mead's simplex optimization method (NMS). Fitness functions based on natural frequencies, mode shapes, and static deflections making use of the measurements and analytical results are also presented to apply in the proposed method. In addition, a multi-objective function has been formulated as a linear combination of fitness functions in order to simultaneously improve both stiffness and mass. The applicability of the proposed method to girder bridge structures has been verified through a numerical example on a two-span continuous grillage FE model, as well as through an experimental test on a simply supported plate girder skew bridge. In addition, the effect of measuring error is considered as random noise, and its effect is investigated by numerical simulation. Through numerical and experimental verification, it has been proven that the proposed method is feasible and effective for FE model updating on plate girder bridges.

하이브리드 분류기법을 이용한 위성영상의 분류에 관한 연구

전영준,김진일,Jeon, Young-Joon,Kim, Jin-Il 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지B Vol.11 No.2

본 논문에서는 위성영상의 분류에 대한 성능 개선을 위하여 ISODATA 클러스터링, 퍼지 C-Means 알고리즘, 베이시안 최대우도 분류기법을 통합한 하이브리드 분류기법을 제안하였다. 본 연구에서는 분석자에 의하여 분류항목별 학습 데이터를 선정한 후 이를 ISODATA 클러스터링을 이용하여 각각의 분류항목별로 분광특징에 따라 학습 데이터를 세분화하여 새로운 학습 데이터를 선정하였다. 새롭게 선정된 학습 데이터를 이용하여 퍼지 C-Means 알고리즘을 이용하여 분류를 수행하고 그 결과를 베이시안 최대우도 분류기의 사전확률로 적용하여 분류를 수행하였다. 그 결과 분석자가 선정한 분류항목별 훈련데이터의 분광적인 특징에 관계없이 분류를 수행할 수 있었으며 위성영상의 분류의 성능을 개선할 수 있었다. 제안된 기법은 Landsat TM 위성영상을 이용하여 그 적용성을 시험하였다. This paper presents hybrid classification method to improve the performance of satellite images classification by combining Bayesian maximum likelihood classifier, ISODATA clustering and fuzzy C-Means algorithm. In this paper, the training data of each class were generated by separating the spectral signature using ISODATA clustering. We can classify according to pixel's membership grade followed by cluster center of fuzzy C-Means algorithm as the mean value of training data for each class. Bayesian maximum likelihood classifier is performed with prior probability by result of fuzzy C-Means classification. The results shows that proposed method could improve performance of classification method and also perform classification with no concern about spectral signature of the training data. The proposed method Is applied to a Landsat TM satellite image for the verifying test.

하이브리드 최적화 기법을 고려한 고체추진제 최적 설계

오석환(Seokhwan Oh),장진성(Jinsung Jang),손지현(Jihyun Sohn),노태성(Taeseong Roh) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5

고체 로켓 모터는 추진제 그레인 형상에 따라 다양한 추력 선도를 나타낸다. 추진제 그레인은 요구 조건을 만족하도록 설계되어야 하며, 요구 조건이 변경됨에 따라 추진제 그레인의 재설계 과정이 요구된다. 따라서 시간 및 비용을 절약하기 위해서는 최적화 기법을 고려한 추진제 그레인 재설계 과정이 필요하다. 이에 본 연구에서는 유전알고리즘과 Nelder-Mead Simplex Method를 사용한 하이브리드 최적화 기법을 도입한 추진제 그레인 설계 연구를 수행하였다. 이를 위해 그레인 Burn-back 해석 모듈 및 내탄도 해석 모듈을 사용하였으며, 역설계 과정을 통해 목표 추력 선도에 근접한 추진제 그레인을 설계하였다. The solid rocket motor has given in various thrust profile according to the propellant grain configuration. The propellent grain should be designed to satisfy the requirements and has been modified according to changes in requirements. For the redesign process of the propellant grain, the consideration of optimal design method is required to save time and cost. In this study, the hybrid ptimization technique using genetic algorithm and Nelder-Mead simplex method of propellant grain has been investigated. The grain burn-back analysis module and the internal ballistics module have been used. The propellant grain that satisfies the requirements has been derived through the process of reverse engineering.

적응형 하이브리드 기법을 이용한 2-Frame PTV 기법의 성능향상 연구

김형범,이상준,Kim, Hyoung-Bum,Lee, Sang-Joon 대한기계학회 2000 大韓機械學會論文集B Vol.24 No.3

The performance of 2-frame PTV(particle tracking velocimetry) system was improved using an adaptive hybrid scheme. The original 2-frame PTV method based on the match probability concept employs global match parameters for the entire flow field. Since this does not reflect fully the detailed local velocity change, it sometimes reduces the recovery rate of velocity vectors and increases the number of erroneous vectors in the region where an extraordinary flow structure exists. In this study, the preliminary FFT-based PIV results are used as an input parameter to determine the local match parameters needed for the 2-frame particle tracking algorithm. A computer simulation using synthetic particle images was carried out to study the performance of the adaptive 2-frame PTV technique. The adaptive hybrid method shows the better performance with increasing the velocity vector recovery rate and decreasing the computation time, compared to the original 2-frame PTV method.