지금까지 통상적으로 사용하고 있는 Plasma Lighting System(이하 PLS)의 마그네트론 구동용 고전압, 고전류 전원장치는 성층 철심 HVT를 이용한 방식을 적용하고 있다. 이 방식은 상용 주파수를 사용하므로, 승압트랜스포머나 배 전압용의 커패시터를 대형으로 하기 때문에 고중량, 저효율 및 출력의 한계성과 광출력에서 플리커현상 둥의 단점을 지닌다. 이의 해결책으로 최근 인버터 방식의 전원장치를 PLS에 적용 하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 설계한 PLS 마그네트론 구동을 위한 고전압, 고전류 전원장치는 기존의 스위칭 기술을 이용 낮은 스위칭 손실의 고속 스위칭을 통한 시스템의 소형, 경량화 및 고전력밀도를 가지도록 하였고 $\mu$-com을 이용하여 Micro-wave의 누설에 따른 사고를 방지하기 위하여 광 검출과 마그네트론 온도 검출 등의 시스템 보호 기능을 가지고 있으며, 고전압 출력을 고저 항으로 분압하고 PWM 제어기에 피드백하여 매우 안정된 출력 전압이 얻어지도록 하였다. 또한 출력 전류를 제한 할 수 있게 하여 광량 조절이 가능하도록 하였다.
CMG는 인공위성의 자세제어에 필수적인 구동기로 각광받고 있다. 본 논문에서는 CMG의 특이점 회피를 위해 제한된 각운동량 범위(2H)내에서 사용할 경우, CMG의 설계시 고려할 요소를 확인해본다. 아울러 3개의 CMG가 사용될 경우에 대해 필요한 분석과 해석을 수행하였다. 또한 4개의 CMG가 사용될 경우, CMG의 특이점 회피를 위해 기존에 사용하였던 설치방식과 다른 개선된 설치방식을 제안함으로써 위성 운용시 자세기동 빈도가 많은 롤 또는 피치축의 한쪽 축방향 회전에 대한 기동 성능향상 방안을 확인하였다.
본 논문에서는 저사양의 반작용 휠을 이용하여 토크 가용성을 높이는 두 가지 기법이 제안 하였다. 첫 번째는 기존의 의사역행렬을 이용한 토크 제어 분배 법칙 대신 가중치가변 의사역행렬과 모멘텀을 최소화하는 제어 분배 법칙을 제안하여 반작용 휠의 토크, 모멘텀 제한 조건 내의 해를 찾도록 했다. 두 번째는 휠의 장착각을 변경하여 토크가 많이 필요한 축의 토크 가용성 자체를 증가시키는 방법을 제안하였다. 제안된 법칙들은 위성체의 자세 천이에 적용되었으며, 시뮬레이션을 통하여 성능 향상과 실제 위성의 적용 가능성을 기술했다.
본 논문에서는 다항식형태의 비선형성을 갖는 미지의 파라미터를 갖는 2차원의 공탄성(aeroelastic) 시스템에 대한 제어기 설계를 다룬다. 특히 제어기구현에 사용되는 상태 및 actuator 구동기신호가 크기, 변화율 및 대역제약조건을 가지는 경우는 실현이 불가능한데, 이 경우에도 각각에 대한 필터를 사용하여 해결한다. 우선 backstepping에 기초한 오차신호를 정의하고, 명령신호 및 필터출력 신호에 대한 추적오차신호를 정의하며, 필터구성에 따른 보상된 추적오차신호를 재정의한다. 안정화를 위하여 Lyapunov함수를 도입하고, 안정성 원리에 따라 적응식을 유도한다. 시뮬레이션을 통해서 유용성을 입증한다.
형광등용 전자식 안정기의 개발에 있어서, 최근 선전류 고조파 성분의 제한에 관한 여러 가지 규제를 만족시키기 위해 역률 개선 회로를 부가하는 것이 권장되고 있다. 일반적으로는 부스트 컨버터를 가장 많이 사용하고 있지만 전체 제품의 가격 상승 및 EMI 발생 등의 단점 때문에 설계에 있어서 상당한 제약을 받게 된다. 본 논문에서는 역률 개선을 수동소자로만 이용하여 전압원 및 전류원 방식의 공진형 인버터를 채택하는 형광등용 전자식 안정기를 저가격화, 고역률화하는 것을 목적으로 한다.
기존의 가정용 요양침대는 매트리스 지지판(mattress support platform) 하부에 설치된 복잡한 기구부로 인해 저상화 실현이 어려웠다. 본 논문에서는 등판과 다리판의 각도를 조절하면서도 저상화가 가능한 요양침대의 구동 메커니즘을 제안한다. 등판과 다리판의 메커니즘은 듀얼 모터(dual motor)를 적용하고, 최적화 기법으로 설계변수를 결정하였다. 승강 메커니즘은 풀리(pulley)구조를 적용하여 제한된 구동기의 가동범위를 최대 두 배까지 높일 수 있도록 설계하였다. 건강한 5명의 피험자($24.4{\pm}0.5$세)가 방바닥에서 240mm의 저상 프로토타입 요양침대와, 600mm의 일반적인 높이의 침대에 올라갈 때의 그 이동 거리를 측정하여 저상화 침대에 대한 유효성을 평가하였다. 그 결과 저상 요양침대를 사용할 때의 이동 거리는 기존 높이의 침대에 비해 평균 38% 작았다. 이것은 저상요양침대가 고령자의 신체적 부담을 줄여주며, 일반침대보다 일상생활 지원에 효과적이라는 것을 보여주었다.
구동기의 백래쉬와 동강성을 고려한 미사일 조종날개의 비선형 공탄성 해석이 수행되었다. 아음속 비정상 공기력 계산을 위해 DHM을 사용하였고 최소상태접근법을 사용하여 근사하였다. 비선형 플러터 해석을 위해 백래쉬는 유격으로 모델하고 기술 함수법을 사용하여 선형화하였다. 또한, 동강성은 주파수의 함수로 모터의 운동방정식으로부터 계산하였다. 선형 및 비선형 플러터 해석 결과들은 공력탄성학적 특성들이 백래쉬와 동강성에 중요한 영향을 받는다는 것을 보여준다. 비선형 플러터 해석에서 다양한 제한 주기 운동이 선형플러터 속도 이하에서 관측되었다. 또한 플러터 특성과 응답을 시간영역에서도 조사하였다.
기계식 기어의 치를 영구자석으로 대체한 동심 마그네틱 기어에서 원주방향을 따라 놓인 모든 자석이 동력 전달에 관여하므로 감속비를 결정하는 자석의 극수비는 마그네틱 기어의 거동 특성에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 극수비를 변화시켜가며 마그네틱 기어에서 생성되는 전달토크의 밀도, 동손을 고려한 토크의 효율, 코깅 특성을 포함한 토크의 품질 등을 유한요소 해석을 이용하여 비교 분석하였다. 구동측의 극수를 2극에서 5극까지 변화시킬 때 전달토크가 최대가 되는 최적의 극수비가 존재함을 확인하였으며 이는 모듈레이터를 통한 구동측 자기장의 필터링 성분에 직접적인 영향을 받다. 전달 효율 역시 와전류 생성 밀도와 자기장간에 비례특성이 있으므로 전달 토크 밀도와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있으며 낮은 기어비에서는 95% 이상의 효율을 보인다. 제한된 극수를 갖는 영구자석의 상호작용에 기인하는 코깅 특성은 일반적인 동기 모터에서와 같이 구동측 자석의 개수와 모듈레이터 치의 개수간의 최소공배수에 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 전달 토크 평가를 위해 실제 시험 모델이 제작되었고 실증시험이 진행되었다.
공유메모리 다중프로세서 시스템의 성능은 하드웨어 구조 뿐 아니라 운영체제의 프로세서 스케줄링 정책 등과 같은 소프트웨어에 의해 큰 영향을 받는다. 하지만, 현재 말이 사용되는 대부분의 모의실험기들은 하나의 벤치마크 응용프로그램의 수행만을 지원하기 때문에 다중 프로그래밍 환경에 대한 모의실험이 불가능하다. 본 논문은 복수개의 응용프로그램들이 프로세서와 기타 시스템 자원을 공유하며 경쟁하는 다중 프로그래밍 환경에 대한 모의실험을 프로그램 구동형 모의실험 환경 하에서 구현하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 실제 수행환경에 근접한 모의실험을 가능하게 하며, 이를 통해 제한된 시스템 자원에 대한 공유와 충돌의 영향을 자세하게 분석할 수 있다. 또한, 스케줄링 정책의 구현과 분석을 가능하게 함으로써 시스템 구조에 맞는 최적의 정책을 수립할 수 있도록 한다.
본 논문은 공간전압벡터 PMW 인버터에서 전압벡터로 구성된 육각형 내부의 전압영역을 충분히 이용함으로써 보다 많은 출력 전압을 얻을 수 있도록 하는 새로운 과변조 기법을 제안한다. 제안된 과변조 기법은 벡터제어에 적용할 수 있어, 높은 전압이 요구 되는 운전 영역에서 벡터제어 전동기 구동시스템의 출력 토크능력을 향상시킬수 있다. 제안된 기법에서는 벡터 제어시 요구되는 특성인 자속의 제어\ulcorner역을 과변조 운전영역에서도 유지하도록 자속성분 전류를 우선적으로 제어하고, 그 대신 토크 성분 전류는 약간 희생하도록 하여, 과변조 운전영역에서도 벡터제어가 잘 수행되도록 하였다. 이를 위해, 과변조시 자속을 제어하는 전류제어기의 d축 출력전압은 제안없이 보존하는 반면, 토크를 제어하는 전류제어기의 q축 출력전압은 지령 전압벡터가 육각형 변위에 위치하도록 제한한다. 22[kW] 유도전동기 구동시스템에 대한 시뮬레이션 및 실험을 통해 제안된 기법의 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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