• 제목/요약/키워드: 동적 주파수 제어

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진동 모니터링 및 응용

  • 한만철
    • 대한조선학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.48-51
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    • 1994
  • 일반적으로 모니터링 장비는 주로 플랜트의 운전 상태를 감시하고 제어하는 목적으로 쓰이고 있 는데 계측하는 각종 변수는 변화속도가 빠르지 않은 정적 데이터인 경우가 대부분이라고 할 수 있다. 그러나 기계상태나 구조안전 감시장치 등에 쓰이는 모니터링 장비는 진동 혹은 동적 데이 터를 계측하고 주파수 분석까지를 해야 하기 때문에 데이터의 취득속도가 현저히 빨라야하고 이 에 따른 여러 가지 신호처리 기법을 적용해야 한다. 본고에서는 선박에 쓰이고 있는 기계상태와 구조안전 감시를 위한 모니터링 장비의 동향에 대하여 알아보았다.

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압전 작동기/감지기를 이용한 평판의 혼합형 능동 진동제어 기술 (Hybrid Technique for Active Vibration Control of Plate using Piezoceramic Actuators/Sensors)

  • 김영식;이철;김인수
    • 소음진동
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    • 제10권6호
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    • pp.1048-1058
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    • 2000
  • 본 논문에서는 압전 세라믹 재료를 작동기 및 감지기로 이용한 사각 경계면이 고정된 얇은 사각평판의 능동 진동제어 방법을 제시한다. 실험 데이터에 기초한 다중 입출력계의 주파수영역 모델링방법을 이용하여 분포된 센서 및 구동기 특성이 포함된 구조물의 동적 특성이 규명된다. 제어기 구조로는 혼합형을 채택하고 되먹임 제어기는 LQG 제어기법에 의해 설계된다. 앞먹임 제어기는 다중 filtered-$x$ 최소자승오차법에 의해 적응되도록 한다. 진동제어에 대한 시뮬레이션 및 실험결과는 제안된 제어기법이 지속적 외란 및 과도적 외란에 효율적으로 적용될 수 있음을 보인다.

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계통연계형 인버터의 전류제어기법 성능 비교 (Performance comparison study of current control methods for grid connected inverters)

  • 정호령;이재석
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.877-882
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    • 2020
  • 본 논문에서는 계통연계형 인버터(Grid-connected inverter, GCI) 시스템을 위한 전류 제어 방법들의 성능 비교 연구를 제시한다. GCI 시스템을 위해 다양한 전류 제어 방법이 개발되었으며 각 제어기마다 장점과 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 GCI 전류 제어기들의 정상 상태 및 과도 상태에서의 동적 성능을 비교 분석한다. 제안한 전향보상기법(Command feedforward control, CFFC) 및 외란제거제어(Disturbance rejection control, DRC)가 모든 GCI 전류 제어기에 적용 전과 후의 성능을 비교 분석하였다. 제안된 CFFC와 DRC 제어 알고리즘을 주파수 영역에서 분석하고 성능 검증을 위해 각 GCI 전류 제어 방법들의 시뮬레이션 및 실험 모델을 개발하였다.

Multicell WRAN에서의 최적 전력 및 주파수 할당 기법 (Optimal Power and Spectrum Allocation Scheme in Multicell WRAN)

  • 황인관;임연준;조해근;송명선
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권6A호
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    • pp.666-675
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    • 2008
  • 현재 IEEE 802.22에서는 스펙트럼 사용 효율을 높이고 새로운 무선 통신 서비스 도입을 용이하게 하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 TV 대역을 대상으로 주파수를 공유하고자 하는 Cognitive Radio를 적용한 WRAN 시스템에 대한 표준화가 진행되고 있다. 본 논문에서는 WRAN 시스템에서의 주파수 효율과 채널 용량을 극대화하구 인접 셀 간 간섭을 최소화할 수 있도록 하는 효율적인 주파수 할당 기법과 최적 전력 제어 기법인 PCPWF(Partial Constant Power Water Filling)을 제시하였다. 또한 제안된 동적 셀 설계(dynamic cell plan)를 통해 가용할 수 있는 채널을 효율적으로 할당하여 전체 시스템의 데이터 처리율(throughput)과 형평성을 극대화하였으며, 제안된 기법의 효용성을 검증하기 위해서 시뮬레이션 결과도 수록하였다.

절연형 Inverse-SEPIC의 모델링 및 제어 특성 (Modeling and Control Characteristics of Isolated Inverse-SEPIC)

  • 박한얼;김은석;김수석;송중호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 상태 공간 평균화법을 이용하여 절연형 inverse-SEPIC(Isolated Inverse-SEPIC)의 동적 모델링을 정립하고, 그 제어특성을 해석한다. 정상 상태 해석을 통해 회로의 주요 소자들에 대한 설계식을 유도한다. 근 궤적과 주파수 해석을 통해 II-SEPIC의 동특성 및 제어 특성을 파악하여, 적절한 제어성능을 가지는 제어기를 설계한다. 본 논문에서 제시하는 방법에 따라 설계된 II-SEPIC의 회로파라미터 및 전압제어기를 포함한 전체 제어시스템의 시뮬레이션과 실험을 수행한다. 시뮬레이션과 실험결과는 논문에서 제시한 모델링 및 제어기 설계방법의 타당성 및 유용성을 확인시켜 주고 있다.

Switched-Capacitor 지연 기법의 새로운 고해상도 DPWM 발생기를 이용한 Dynamic-Response-Free SMPS (Dynamic-Response-Free SMPS Using a New High-Resolution DPWM Generator Based on Switched-Capacitor Delay Technique)

  • 임지훈;박영균;위재경;송인채
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제49권1호
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    • pp.15-24
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    • 2012
  • 본 논문에서는 Switched-Capacitor 지연 기법의 새로운 고해상도 DPWM 발생기를 사용한 Dynamic-Response-Free SMPS를 제안한다. 제안된 회로는 Switched-Capacitor 지연 기법을 이용한 DPWM 발생기의 내부 커패시터 전압 기울기를 제어하는 방식으로 DPWM의 duty ratio를 결정한다. 제안된 회로는 컨버터의 피드백 전압과 기준전압을 비교하여 DPWM 발생기의 내부 캐패시터에 충방전되는 전류량을 제어하는 방식으로 출력전압 tracking이 가능하다. 따라서 제안된 회로는 기존 closed loop 제어 방식의 SMPS들에서 문제점이 되고 있는 동적 응답특성을 고려할 필요가 없으며, 출력 전압에 overshoot/undershoot로 인한 ringing 현상이 발생하지 않는다는 큰 장점을 가진다. 제안된 회로는 1MHz~10MHz까지 스위칭주파수를 사용자가 선택할 수 있으며, 100MHz의 내부 제어 동작 주파수로 10MHz 최대 스위칭 주파수(DPWM) 발생이 가능하다. 100MHz의 내부 제어 동작 주파수를 사용하여 10MHz 스위칭 주파수 발생시 소모되는 내부 회로의 최대 전류는 2.7mA이며, 출력 버퍼를 포함한 전체 시스템의 전류 소모는 15mA이다. 제안된 회로는 0.125%의 DPWM duty ratio 해상도를 가지고 부하에 최대 1A까지 전류공급이 가능하며, 최대 리플 전압은 8mV이다. 동부하이텍 BCD $0.35{\mu}m$ 공정 파라미터를 이용해 시뮬레이션을 수행하여 제안된 회로의 동작을 검증하였다.

압전작동기 마운트를 이용한 능동진동제어 (Active Vibration Control Using Piezostack Based Mount)

  • 벤큐오;최상민;팽용석;한영민;최승복;문석준
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.386-392
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    • 2008
  • 이 논문에서는 하이브리드 마운트의 능동진동제어 성능에 대하여 기술하였다. 제안된 하이브리드 마운트는 압전작동기의 능동요소와 고무의 수동요소로 구성하였다. 압전작동기의 작동력 특성과 고무의 동적 특성을 실험적으로 구하여 이를 바탕으로 하이브리드 마운트를 설계 및 제작하였다. 그리고 특정 질량을 결합한 진동제어 시스템을 구축하고, 그 시스템의 지배 방정식을 수립하였다. 지면으로부터 전달되는 진동을 능동적으로 절연시키기 위해서 앞먹임 제어기를 구축하고 실험적으로 구현하였다. 그리고 가속도, 힘 전달력 등 진동제어 성능을 시간과 주파수 영역에서 평가하였다.

ER 유체를 이용한 CD-ROM 피딩 시스템의 진동 제어 (Vibration Control of CD-ROM Feeding System Using ER Fluids)

  • 김형규;임수철;최승복;박영필
    • 유변학
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    • 제11권2호
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    • pp.97-104
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    • 1999
  • 본 연구에서는 전기장의 인가 유무에 따라 유체의 유변성질이 가역적으로 변화하는 ER(electro-rheological) 유체를 이용하여 CD-ROM(compact disc-read only memory) 마운트를 구성한 후 피딩 시스템의 진동제어를 수행하였다. 이를 위하여 우선 특수화학처리된 전분계 ER유체를 조성하였으며, 전단모드 및 유동모드하에서 전기장에 따른 항복응력을 실험적으로 도출하였다. 도출된 ER유체의 항복응력에 근거하여 복합모드형 CD-ROM 마운트를 설계, 제작하였다. 제작된 ER CD-ROM 마운트의 진동절연 특성을 주파수 영역에서 고찰하였으며 기존의 고무마운트 성능과 비교하였다. 나아가서 제안된 마운트를 장착한 정보저장기기 드라이브 피딩 시스템의 동적 모델링을 수행하였으며, 진동제어를 위한 스카이훅 제어기를 설계하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 여러 외란(가진) 조건에 따른 피딩 시스템의 진동제어 성능을 주파수 및 시간 영역에서 고찰하였다.

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사장교형식 보도교의 보행진동제어를 위한 TMD 적용 (Application of Tuned Mass Damper to Suppress Man-Induced Vibrations of Cable Stayed Foot-bridge)

  • 김윤석;이승우;김재민;장성규
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.74-74
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    • 2011
  • 본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

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CR 네트워크에서의 유휴자원 증대를 위한 효율적인 채널 관리 방법 (Efficient Channel Management to Maximize Spectrum Holes in Cognitive Radio Networks)

  • 정필중;신요안;이원철;유명식
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권10B호
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    • pp.621-629
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    • 2007
  • CR 네트워크에서의 무선 채널은 일반적으로 우선 사용자에 의해 점유되어 사용하지 못하는 채널과 점유되지 않은 사용 가능한 채널로 분류된다. 하지만 이러한 채널 분류는 CR 노드와 우선 사용자의 시간적 특성만 고려하고, 공간적 특성을 고려하지 않아 유휴 주파수 자원 확보에 비효율적이다. 이에 본 논문에서는 중앙 집중형 CR 네트워크 환경에서 기존방식의 단점을 극복하여 유휴 주파수 자원을 보다 효율적으로 확보할 수 있는 새로운 채널 분류 방법을 제안하며, 제안하는 채널 분류 방법의 효율성을 수학적으로 분석한다. 이와 더불어 정의한 채널분류를 이용하여 주파수 자원이 매우 동적으로 변화하는 환경에서도 상하향 제어 채널 확보를 용이하게 확보할 수 있는 랑데부 알고리즘을 제안한다.