시간변동 불확실성을 고려한 다항혼돈 기반 입력 성형 설계

초록

본 논문은 시간에 따라 변하는 스프링 강성 불확실성을 다항혼돈 확장(PCE)을 이용해 모델링하고, 이를 기반으로 입력 성형기(입력 지연 필터)를 설계한다. 침투형(PCE) 방식을 채택해 Monte‑Carlo 대비 계산 효율을 높이며, 비강건·강건 입력 성형 두 가지를 비교해 잔여 에너지 최소화를 목표로 한다. 수치 실험에서 PCE가 기대값과 분산을 충분히 정확히 예측함을 확인하고, 10 000개의 MC 샘플 대비 수십 배 빠른 계산 속도를 보였다.

상세 분석

이 연구는 기존 확률적 설계가 정적 확률분포를 가정하는 한계를 넘어, 시간에 따라 확률분포가 변하는 상황을 다루기 위해 침투형 다항혼돈 확장(intrusive PCE)을 적용하였다. 스프링‑질량 시스템의 자연진동수 ωₙ을 구간