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슬라이딩 모드 관측기를 이용한 기구학 모델 기반 자율주행 자동차의 예견 고장진단 알고리즘
오광석(Kwang Seok Oh),이경수(Kyong Su Yi) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集A Vol.41 No.10
본 논문은 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 기구학 모델 기반 자율주행 자동차의 예견 고장진단 알고리즘에 관한 연구이다. 자율주행 자동차는 안전한 주행을 위해 신뢰성이 확보된 주행환경 정보와 차량의 동적상태 정보가 필요하다. 센서 정보의 신뢰성 판단을 위해 본 연구에서는 종방향 기구학 모델기반 슬라이딩모드 관측기를 이용하여 종방향 환경정보와 차량 가속도 정보를 실시간으로 상호 보완적 고장진단이 가능한 예견 알고리즘을 제안하였다. 적용된 슬라이딩 모드 관측기는 종방향 환경정보의 고장신호에도 강건한 입력신호 재건성능을 보이면서 알고리즘의 신뢰성을 확보할 수 있었다. 예견 고장진단 알고리즘의 합리적 성능평가를 위해 네 가지 조건에 대한 실제 주행 데이터 기반 선행차량 추종시나리오를 적용하였다. 성능평가 결과 본 연구에서 제안된 예견 고장진단 알고리즘은 모든 평가조건과 주행 시나리오에 대해 합리적인 고장진단 성능을 보여주었다. This paper describes a predictive fault diagnosis algorithm for autonomous vehicles based on a kinematic model that uses a sliding mode observer. To ensure the safety of autonomous vehicles, reliable information about the environment and vehicle dynamic states is required. A predictive algorithm that can interactively diagnose longitudinal environment and vehicle acceleration information is proposed in this paper to evaluate the reliability of sensors. To design the diagnosis algorithm, a longitudinal kinematic model is used based on a sliding mode observer. The reliability of the fault diagnosis algorithm can be ensured because the sliding mode observer utilized can reconstruct the relative acceleration despite faulty signals in the longitudinal environment information. Actual data based performance evaluations are conducted with various fault conditions for a reasonable performance evaluation of the predictive fault diagnosis algorithm presented in this paper. The evaluation results show that the proposed diagnosis algorithm can reasonably diagnose the faults in the longitudinal environment and acceleration information for all fault conditions.
가정모드법을 이용한 축방향으로 이동하는 연속체의 종진동 해석
정진태,허진욱,한창수 한국소음진동공학회 2000 소음 진동 Vol.10 No.1
Longitudinal vibration of an axially moving material is investigated by using the assumed modes method. To circumvent a difficulty in choosing the comparison functions which satisfy the boundary conditions, the assumed modes method is adopted by which equations of motion are discretized. Based on the discretized equations, the complex eigenvalue problem is solved and then the effects of the translating velocity on the natural frequencies and modes are analyzed.
최적 시변 슬라이딩 모드 초평면에 의한 자율주행 정지 시스템
강태원(Tae Won Kang),김진성(Jin Sung Kim),최우영(Woo Young Choi),정정주(Chung Choo Chung) 한국자동차공학회 2020 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2020 No.11
In this paper, we propose a stop algorithm using time-varying sliding hyperplane. To control velocity and stop at a reference point, time-varying sliding hyperplane is designed. The proposed method uses an initial longitudinal position, an initial longitudinal velocity, and the reference point. Designing a sliding hyperplane in terms of longitudinal position and velocity is presented such that the longitudinal position error converges exponentially. The simulation-based optimization approach is utilized to obtain the optimal time-varying sliding hyperplane. To validate the effectiveness of the proposed system, we utilize MATLAB/Simulink. The proposed method is compared with conventional sliding mode controller and linear quadratic regulator. From the comparative study, we confirmed that the proposed system achieved stop control without overshoot and chattering, compared with the other methods.
화염전달함수와 Helmholtz solver를 이용한 모델 연소기의 연소불안정 연구
김성구(Seong-Ku Kim),최환석(Hwan-Seok Choi),김대식(Daesik Kim),차동진(Dong Jin Cha) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5
본 연구에서는 최근에 개발된 Helmholtz solver를 이용하여 예혼합 가스터빈 모델 연소기에서 종방향 음향 모드로 발생하는 자발 연소불안정을 해석하였다. 음향섭동에 대한 화염의 응답특성은 속도감응 시간지연모델을 적용하였으며, 모델 파라미터들은 실험으로부터 계측된 화염전달함수를 통해 결정하였다. 연소실 길이를 변경시켰을 때, 연소시험 결과와 유사한 구간에서 2차 종 방향 모드의 자발 불안정이 예측되었으며, 입구의 음향 특성은 연소불안정의 발생 여부뿐만 아니라 공진 주파수와 모드 형태에도 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. This study investigated numerically longitudinal combustion instability of a lean premixed model gas-turbine combustor using a recently developed Helmholtz solver. The response of heat release rate to acoustic perturbation was modeled based on the velocity-sensitive time-lag theory, whose parameters were determined by experimentally measured FTF (Flame Transfer Function). The present model predicted spontaneous instabilities in second longitudinal mode for certain range of combustion chamber length, which is in line with the experiment. The numerical result clearly reveals that the acoustic boundary condition at the inlet affects greatly the resonant frequency and mode shape of the combustion instability as well as its growth rate.
초음파 진동을 하는 다이아몬드 연삭공구의 알루미나 세라믹 연삭 가공에 관한 연구
최영재(Young-Jae Choi),송기형(Ki-Hyeong Song),박경희(Kyung-Hee Park),홍윤혁(Yun-Hyuck Hong),김경태(Kyeong-Tae Kim),이석우(Seok-Woo Lee),최헌종(Hon-Zong Choi) 한국기계가공학회 2012 한국기계가공학회지 Vol.11 No.1
In this study, ultrasonic vibration tool designed and made by using FEM analysis. And machining test was carried out in various machining conditions using ultrasonic vibration capable CNC machine. For work material, alumina ceramic (Al₂O₃) was used while for tool material diamond electroplated grinding wheel was used. To evaluate ultrasonic vibration effect, grinding test was performed with and without ultrasonic vibration in same machining condition. In ultrasonic mode, ultrasonic vibration of 20㎑ was generated by HSK 63 ultrasonic actuator. The two grinding speeds, 1.67㎧ and 3.35㎧, were applied. On the other hand, grinding forces were measured by KISTLER dynamometer.
동축 와류형 분사기의 연소안정성에 대한 분사기 리세스 및 연소실 길이의 영향
박수진(Sujin Bak),황동현(Donghyun Hwang),안규복(Kyubok Ahn),윤영빈(Youngbin Yoon) 한국추진공학회 2020 한국추진공학회지 Vol.24 No.1
In this study, model combustion tests were conducted to investigate the combustion instability characteristics of swirl coaxial injectors for a liquid rocket engine. To examine the effects of the combustion chamber resonant frequency and the injector mixing conditions, pressure fluctuations in the combustion chamber were measured by changing the combustion chamber length, injector recess length, and propellant mixture ratio. From the test results, the variation in the pressure fluctuations for each experimental condition was confirmed and the combustion stability was evaluated by stability mapping. It was found that the longitudinal mode and Kelvin-Helmholtz instabilities occurred due to the change in the combustion chamber and recess lengths.
안종민,김기준,석진영 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.4
본 논문에서는 외형 손상에 의해 기하학 및 공력적으로 대칭성이 상실된 항공기의 6자유도 모델을 구성하였다. 그리고 특정 트림 조건에서의 외형 손상 정도에 따라 종축 단주기 특성과 횡/방향 축의 더치롤(Dutch Roll)/ 롤(Roll)/ 스파이럴(Spiral)모드의 특성근의 변화를 파악함으로써 기체 외형 손상이 항공기의 비행운동특성에 어떠한 영향을 미치는 가를 확인하였다. 본 연구 수행을 위해 F-16 비선형 모델이 적용되었으며, 외형 손상은 우측 날개의 일정 부분의 분리를 가정하였다. 본 연구 결과는 향후, 무미익 형상 무인기의 외형 손상에 강건한 제어기 설계 연구에 적용이 가능할 것으로 예상된다. In this paper, the 6-DOF model of the damaged asymmetric aircraft was developed. The effect on the flight dynamic characteristics due to the damage was also evaluated through checking the movement of the longitudinal lateral directional modes' poles. The F-16 nonlinear model was applied in this study and partial loss of the right wing was assumed for the aircraft's damage. It is expected that the result of this study shall be applied in the research of the robust controller against configuration change from damaged for design of the tailless UAV.