• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.14-23
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• 2013

위성 운용 중 발생할 수 있는 오류에 대한 대비를 고장 관리 설계라고 한다. 고장 관리 설계는 위성에 이상 현상이 나타나는 경우 감지하고 고립시키며, 지상에서 위성과 접속한 이후 오류 사항을 파악하고 대응책을 마련할 때까지 위성을 안전한 상태로 유지하는 기능을 포함한다. 안전 모드 운용은 정상 운용과는 다르게 비행 소프트웨어를 탑재한 탑재 컴퓨터와 전력 제어 및 분배 장치 주관 하에 지상국의 접속 없이 이루어진다. 오류 발생 시 고장 관리 설계에 따라 자동화된 동작이 이루어지는 만큼 지상 시험 단계에서 고장 관리 로직 및 관련 하드웨어가 설계된 대로 동작하는지를 철저하게 검증해야 한다. 또한 실제와 유사한 오류를 위성에 손상 없이 인가해야 한다. 고장 관리 설계 검증시험은 위성을 구성하는 다양한 부분체에 대해서 수행되나 본 논문에서는 저궤도 위성의 비행 모델을 대상으로 수행된 자세제어계와 전력계 시험의 설계에 대해 서술하고 결과에 대해 정리하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권3호
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• pp.81-86
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• 2006

본 논문은 유압 공급 면에서는 2중으로 전기제어 면에서는 3중으로 다중화된 DDV 구동장치에 대한 구동전류 고장 모니터 설계에 관한 논문이다. 다중화된 신호들 가운데 어느 한 채널에 고장이 발생한다면, 이 신호는 정확히 감지되어야 하고, 시기적절하게 제거되어야 하며, 남겨진 정상채널들은 그 기능이 재조정되어야 한다. 조종면 구동장치의 고장 모니터 설계는 비행체 역학, 비행제어법칙, 그리고 유압 구동장치 운동특성이 모두 고려된 통합적 관점에서 수행되어야 한다. MIL-F-8785C에서 규정하고 있는 고장에 따른 비행체 천이 응답 요구조건으로부터 조종면 구동장치의 고장이탈 한계를 결정하는 설계 방법이 제시되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.186-191
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• 2004

전력계통에서 역률개선을 위해 사용하는 전력용 콘덴서(이하 SC bank)는 전력계통의 운전상 전압 제어와 역율개선이라는 두가지 측면에서 매우 중요한 전력설비이다. 또한 최근에 전력산업 구조조정에 의해 발전분야가 분할되는 시점에서 SC bank의 역할의 중요성이 강조되고 있다. 본 논문에서는 SC의 고장원인이 무엇인지를 현장조사를 통해 수행하였다. 그 결과 SC bank를 구성하고 있는 리액터, 콘덴서, PT, 혹은 CT 흑은 방전코일의 열화원인이 대부분 차단기의 투입서지와 차단서지에 의해 발생되고 있음을 확인하였다 또한 기존의 보호시스템은 SC Bank의 보호에 적합하지 않음을 검토하였다 차단기 서지에 대한 대책으로는 투입시 전압영점투입과 중성점 저항기의 취부로 투입서지 및 차단서지를 효과적으로 감소되는 현상을 모의와 현장실측을 통해 확인하였다. 또한 기존의 보호방식이 과전류와 과전압 부족전압 혹은 CT와 PT를 이용한 차동방식에 의해 셀의 경련변화를 감지하고 있으나 이 경우 보호맹점이 존재하게 됨을 검토하였다. 이러한 보호상의 문제점을 보완하는 방법으로 SC bank는 임피던스가 늘 일정하는 점에 착안하여 전압과 전류를 이용하여 임피던스의 변화량을 감시하고, 또 한가지 방법은 SC bank의 운전특성상 무효전력만을 발생시킨다는 점에 착안하여 만일 유효전력 성분이 SC bank에서 감지된다면 소자의 이상이나 비정상적은 전류경로가 된다는 결론에 도달하고 유효전력감시를 통한 SC bank의 열화감지가 가능하다는 결론에 도달하였다. 본 논문에서 제안한 3가지의 방법, 즉, 첫째 영점투입차단기 채택, 둘째, 중성점 저항기의 도입, 셋째 새로운 보호방식에 의한 기존의 보호맹점의 보완을 제안하였다. 위의 새로운 제안을 현장에 적용하는 경우 제작사의 제작불량을 제외한 운전상의 SC bank의 문제점 및 고장빈도는 현저히 감소하게 될 것으로 사료된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.163-169
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• 2020

최근 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷의 발전으로 산업 현장에서 가동되는 기계의 자동화 및 무인화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 공정 기계들은 부착된 다양한 센서들로부터 수집된 데이터를 기반으로 제어되고 이를 통해 공정이 관리된다. 만약 센서에 고장이 발생한다면 센서 데이터 이상으로 인해 자동화 기계들이 오작동함으로써 공정 손실 발생뿐만 아니라 인명피해로도 이어질 수 있다. 전문가가 센서의 이상 여부를 주기적으로 확인하여 관리하고 있으나 산업 현장의 여러 가지 환경요인 및 상황으로 인하여 고장점검 시기를 놓치거나 고장을 발견하지 못하여 센서 고장으로 인한 피해를 막지 못하는 경우가 발생하고 있다. 또한 고장이 발생하여도 즉각 감지하지 못함으로써 공정 손실을 더욱 악화시키고 있는 실정이다. 따라서 이러한 돌발적인 센서 고장으로 인한 피해를 막기 위해 자체적으로 임베디드 시스템에서 센서의 고장 유무를 실시간으로 파악하고 빠른 대응을 위해 고장 진단 및 유형을 판별하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 대표적인 센서 고장 유형인 erratic fault, hard-over fault, spike fault, stuck fault를 분류하기 위해 딥 뉴럴 네트워크 기반의 고장 진단 시스템을 설계하고 라즈베리 파이를 활용하여 구현하였다. 센서 고장 진단을 위해 구글이 제안한 MobilieNetV2의 Inverted residual block 구조를 사용하여 네트워크를 구성하였다. 본 논문에서 제안하는 방식은 기존 CNN 기법을 사용한 경우보다 메모리 사용량이 줄고 성능이 향상되며, 입력 신호에 대해 구간별로 센서 고장을 분류하여 산업 현장에서 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.48-55
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• 2011

차동식 스포트형 공기 팽창식 열감지기를 인공 가속열화 시켰을 때 발생하는 고장 원인에 대하여 분석하였다. 감지기에 고장이 발생하는 원인은 감열실 금속을 고정하는 접합재(binder)가 플라스틱 몰딩(moulding)에서 분리되어 발생하는 고장과, 감열실 금속과 다이어프램 금속을 고정하는 플라스틱 몰딩에 균열이 발생되는 고장으로 확인되었다. 고장이 발생하지 않은 감지기는 감열실 금속 및 다이어프램 금속이 플라스틱 몰딩에 접합재로 완전히 부착되어 있었다. 또한 2010G 감지기는 접합재의 기계적 강도를 향상시키기 위하여 접합재에 유리강화섬유가 추가되었음이 확인되었다. 감지기 종류별에 따른 플라스틱과 접합재의 밀도에는 큰 차이가 없었다. 그러나 감지기의 플라스틱에 대한 열중량분석(TGA) 결과, 제작년도는 같지만 제조회사가 다른 2005A와 2005B의 플라스틱 열적특성이 동일하지 않은 것으로 확인되었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.78-83
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• 2019

소리 기반 기계 고장 진단은 기계의 음향 방출 신호에서 비정상적인 소리를 자동으로 감지하는 것이다. 수학적 모델을 사용하는 기존의 방법은 기계 시스템의 복잡성과 잡음과 같은 비선형 요인이 존재하기 때문에 기계 고장 진단이 어려웠다. 따라서 기계 고장 진단의 문제를 패턴 인식 문제로 해결하고자 한다. 본 논문에서 DWT와 인공신경망 기반 패턴 인식 기법을 이용한 자동화 기계 고장 진단 기법을 제안한다. 기계의 결함을 효과적으로 탐지하기 위해 DWT를 이용해 대역별 분해 후 최상위 고주파 부대역과 최하위 저주파 부대역을 제외한 나머지 부대역의 PSD를 구하여 인공신경망 기반 분류기의 입력으로 사용한다. 그 결과 본 연구에서 제안한 방법은 효과적으로 결함을 탐지할 뿐만 아니라 소리 기반의 다양한 자동 진단 시스템에도 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.562-567
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• 2020

본 논문은 저장 탱크용 임시전력설비를 보호하기 위한 목적으로 특히 변압기를 감시하고 절연파괴 등과 같은 고장을 차단하고 보호하기 위한 보호계전기 정정에 관한 연구이다. 전력계통에 단락 또는 지락고장 등과 같은 이상이 발생하였을 때 이를 검출하여 고장이 발생한 기기 및 설비를 신속하게 차단하고 전력계통으로부터 분리하여 전력공급에 지장이 없도록 하여야 한다. 전력계통의 이상 상태를 빠르고 정확하게 감지할 수 있는 보호계전기의 정정이 중요하다. 또한 보호협조를 위해 고장종류와 고장의 원인을 정확히 적용한 고장전류 계산이 보호계전기 정정에 가장 중요한 요소이다. 저장 탱크용 임시전력설비 보호를 위해 적용하는 과전류계전기, 지락과전류계전기, 부족전압계전기, 지락과전압계전기 등이 보호협조가 가능하도록 보호계전기 정정 방법에 대해 연구하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.121-126
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• 2020

소리 기반 기계 고장 진단은 기계의 음향 방출 신호에서 비정상적인 소리를 자동으로 감지하는 것이다. 수학적 모델을 사용하는 기존의 방법은 기계 시스템의 복잡성과 잡음과 같은 비선형 요인이 존재하기 때문에 기계 고장 진단이 어려웠다. 따라서 기계 고장 진단의 문제를 딥러닝 기반 이미지 분류 문제로 해결하고자 한다. 본 논문에서 스펙트로그램 이미지를 이용한 CNN 기반 자동화 기계 고장 진단 기법을 제안한다. 제안한 방법은 기계의 결함 시 발생하는 주파수상의 특징 벡터를 효과적으로 추출하기 위해 STFT를 사용하였으며, STFT에 의해 검출된 특징 벡터들은 스펙트로그램 이미지로 변환하여 CNN을 이용해 기계의 상태별로 분류한다. 그 결과는 제안한 방법은 효과적으로 결함을 탐지할 뿐만 아니라 소리 기반의 다양한 자동 진단 시스템에도 효과적으로 활용될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.1005-1012
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• 2020

PCI-Express 버스를 적용하는 항공전자 시스템은 CPU와 입출력 장치를 하나의 채널만을 사용하여 연결하기 때문에, 불행하게도 그 채널에 고장이 발생하면 적어도 하나의 입출력 장치를 사용할 수 없게 되는 문제가 있다. 본 논문은 항공전자 시스템을 위한 PCI-Express 버스의 결함감내 구조를 제시하기 위해서, PCI-Express 채널을 이중화하여 하나의 채널에 고장이 발생하여도 고장이 발생하지 않은 다른 채널을 통해 여전히 정상적으로 기능하는 버스 구조를 제시한다. 논문에서 제시하는 버스 구조는 두 개의 CPU port에서 출력된 이중적 PCI-Express 버스 신호를 각각의 switch 회로에 입력되게 하고, 이 회로가 각 입출력 장치에 결함을 감내하도록 선택된 독립된 버스 채널을 제공하게 한다. 본 논문에서는 제시하는 버스 구조를 구현 및 실험하여 하나의 PCI-Express 버스에 고장이 발생하면, 그 고장 상황을 실시간으로 감지되고, 고장이 발생하지 않은 다른 버스로 채널을 전환되어 정상적으로 통신이 수행되는 것을 보인다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제22권3호
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• pp.175-189
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• 2023

자율주행 차량의 무결성과 내결함성을 보장하기 위한 환경 인식 센서의 결함 감지 및 격리(FDI) 알고리즘이 중요한 연구 주제로 다루어지고 있다. 본 논문에서는 자율주행 차량의 안전성 보장을 위한 레이다, 카메라, 라이다로 구성된 다중 인지 시스템 결함 검출 알고리즘을 제시하였다. 제안된 결함 감지 알고리즘은 FIR(Finite Impulse Response) 필터 추정치에 기반한 레지듀얼의 생성 및 분석으로 고장의 감지 및 격리를 수행한다. 알고리즘의 성능 검증을 위해 가상환경에서의 수치 시뮬레이션을 수행하여 알고리즘을 기존의 칼만 필터 기반 알고리즘과 비교 및 고찰하였다. 결과적으로 제안된 알고리즘은 인지 시스템의 강건성을 확보할 수 있음을 검증하였다. 본 연구는 자율주행 차량의 안전성과 신뢰성을 확보하기 위한 필수적인 연구로, 자율주행 차량의 환경 인지 센서의 무결성을 향상 시킬 것으로 판단된다.