• 식품과학과 산업
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• 제55권2호
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• pp.188-202
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• 2022

최근 곤충산업은 애완곤충, 천적 등 산업에서 사료, 식용, 약용곤충으로 그 활용범위가 확대되면서 곤충 원료의 품질관리에 대한 요구가 커지고 곤충 제품의 안전성 확보에 관심이 높아지고 있다. 전세계 곤충산업 시장은 많은 소규모 농가형 기업과 소수의 대기업으로 구성되어 있으며 전통적인 수작업 사육에서 고도로 자동화되고 기술적으로 진보된 플랜트형 사육 등 다양한 기술 수준의 사육형태가 존재한다. 산업규모가 확대되는 과정에서 사육환경의 설계는 온습도, 공기질 조절과 병원체 및 기타 오염 물질의 전파를 방지하는 것은 중요한 성공 요인이 되며 사육에서 부화, 사육, 가공에 이르기까지 생산의 안전성을 유지하기 위해서 통일된 운영시스템 아래 통제된 환경이 필요하다. 따라서 곤충의 생육과 사육환경의 빅데이터화 된 데이터베이스를 기반으로 외부 환경 변화에도 안정적인 사육환경 유지가 가능하고 곤충성장에 맞추어 사육환경을 제어하며 노동력 감소와 생산성 향상을 이루기 위한 ICT 기반 곤충 스마트팩토리팜의 설계 및 운용알고리즘을 개발하는 것은 곤충산업 발전의 필수 선결조건이 되고 있다. 특히 유럽 상업용 곤충사육시설은 상당한 투자자의 관심을 받아 곤충 회사가 대규모 생산시설로 건설하고 있는데 이는 EU가 2017년 7월 물고기양식 사료원료로 곤충 단백질의 사용을 승인한 후 가능해졌으며 이를 기반으로 곤충산업의 식용, 의료 등 다른 분야도 첨단기술을 접목하는 현상이 가속화되었다. 외국 곤충산업은 주로 전세계 식품 생산량의 30%에 이르는 소비 전 폐기물이라고 불리는 식품회사의 생산과잉 원료 등을 업사이클링을 통해 재활용생태계를 형성하는데 반해 우리나라는 가정 및 가게에서 발생하는 음식물폐기물 또는 농산물 가공부산물을 주로 이용한다는 점에서 사료 수집과 영양성분 유지, 위생 등 지속가능한 산업생태계를 이루는 데 어려움을 겪고 있다. 또한, 각 곤충 종은 고유하고 특정 사육기술을 요구하고 있다는 점을 감안할 때 곤충사육자는 각기 다른 종별 접근 방식을 채택해야 하는데 대부분의 곤충기업은 여전히 소규모로 운영되며 특히 농가형 기업의 경우 지식과 경험이 도제식으로 전승되는 경우가 많아 표준화되고 규격화된 사육기술이 유지되기 어려운 반면, 일부 곤충 기업은 대규모 사육시설에 스마트 통합 제어시스템을 도입하여 먹이주기, 물주기, 취급, 수확, 청소 시스템, 가공, 품질관리, 포장 및 보관과 같은 곤충 생산과 관련된 요소가 최적화된 사육 환경과 사육프로세스로 표준화되어가는 모습을 보이고 있으며 심지어 일부 유럽기업은 AI기술로 구동되는 완전 자율 모듈식 곤충시스템으로 사육 유지관리를 하고 있는 사례도 등장하기 시작하였다. 향후 전세계 곤충산업은 공급업체로부터 알이나 작은 유충을 구입하고 곤충을 성숙시키기까지 애벌레의 비육 즉 생산원료에 중점을 두는 시스템과 알을 낳고 수확하고 유충의 초기 전처리에 이르기까지 전체 생산 과정을 다루는 시스템, 곤충 유충 생산의 모든 단계와 제분, 지방 제거 및 단백질 또는 지방 분획 등 추가 가공 단계를 다루는 대규모 생산시스템 등으로 점점 세분화할 것으로 본다. 우리나라에서도 인공지능 및 ICT 첨단기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜 연구 및 개발 등이 가속화되고 있어 곤충이 기존 사료, 식품 뿐만 아니라 천연 플라스틱 또는 천연성형소재 등 2차산업의 탄소제로 소재로 활용할 수 있도록 특정 종 육종과정 단축이나 기능성 강화를 위한 사육제어가 가능하도록 곧 곤충 스마트팩토리팜 한국형 맞춤사육시스템이 등장할 수 있을 것으로 보이며, 특히 곤충 제품의 지속 가능성을 높이기 위해 사료 및 자원 사용에 대한 통합 소프트웨어 접근 방식을 개발하는 것에 중점을 두고 진행되고 있다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.25-30
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• 2014

본 논문에서는 태양광시스템의 분산형 최대 전력점 추적(DMPPT)을 제어하는 게이트 드라이버 회로를 설계하였다. 그림자가 생긴 모듈에서도 최대 전력점을 추적할 수 있는 분산형 방식(DMPPT) 방식을 구현 하였으며, 각각의 모듈 내부에 DC-DC 변환기를 구동하기 위한 고전압 게이트 구동회로를 설계하였다. 태양광 시스템의 내부는 12비트 ADC, PLL, 게이트 드라이버가 내장 되어 있다. 게이트 드라이버의 하이 사이드 레벨 쉬프터에 숏-펄스 발생기를 추가하여 전력소모와 소자가 받는 스트레스를 줄였다. BCDMOS 0.35um 공정을 사용하여 구현하였으며 최대 2A 전류를 감달 할 수 있고, 태양 광 전압 최대 50V까지 받을 수 있도록 설계하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.47-57
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• 2010

다품종 소량생산 공정에서는 동일 특성을 가지는 제품의 제작 개수가 절대적으로 적기 때문에 전통적인 공정제어 기법인 통계적 공정관리(Statistical Process Control)를 적용하기에는 어려움이 많이 존재한다. 그러므로 통계적인 접근법과 아울러 다양한 제품 특성을 규정짓기 위한 다양한 조건의 조합으로 이루어지는 SPEC규칙, 그리고 엔지니어의 경험에 기반한 노하우가 응집되어 있는 KNOWHOW규칙을 유연하게 설정하여 공정을 제어할 수 있는 규칙기반 공정관리 기술의 접목이 필요하다. 본 연구는 다품종 소량생산 공정에 적용 가능한 규칙기반 공정관리(Rule-based Process Control) 시스템을 제안하고, 이 시스템을 실제 반도체 생산 공정에 적용하여 그 성과를 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.325-331
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• 2006

본 논문은 DSP를 이용한 외란제거 제어기에 기초로 한 강인제어기의 설계기법을 제안한다. 본 논문에서는 외란 관측기의 적용 과정을 살펴보고, 제어기의 효용성을 확인하기 위해 DSP 기반의 하드웨어로 구현하여 외란 관측기의 성능을 확인한다. 결과적으로, 제안한 강인 제어기를 이용함으로써 외란에 대해 시스템을 안정화 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제어 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 하드웨어로의 구현이 복잡하지 않기 때문에 산업 현장에 적용이 편리함을 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.266.1-266.1
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• 2014

반도체 및 디스플레이 등의 산업 중 증착공정에서 TCO 등 산화막의(oxide thin film) 중요성은 날로 대두되고 있다. 특히 정밀한 막질을 원하는 공정에서 산소(Oxygen)유량의 차이로 인한 생성된 막질의 변화가 크다. 이로 인하여 여러 연구실에서 다양한 연구가 활발하게 진행중에 있다. 특히 최근 IGZO (In-Ga-ZnO)가 이슈가 되면서 더 다양하게 연구가 진행중이다. 그러나 공정 장비의 노화나 증착공정중장비(Chamber)내부의 미세한 변화가 많아 산소와 공정 기체의 비가 틀어지는 경우가 있고 이를 제어하기는 쉽지 않은 실정이다. 본 연구에서는 먼저 ITO (Indium Tin Oxide)타겟을 통해 스퍼터장비에서 일반적인 공정을 진행한 박막과, 제작된 유량 제어 시스템을 통하여 공정을 진행한 박막을 만들었다. 이를 통해 박막의 차이점을 분석하고 증착공정중 발생하는 플라즈마의 분석도 진행하여 공정의 제어가 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2218-2220
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• 2003

현대 산업현장에서 80%이상 사용되는 PID(proportional integral derivative) 제어기는 제어성, 적응성, 제어이득 조정 등의 특정이 있어나 제어 대상에 대한 PID 제어 계수를 경험적 방법인 수동으로 동조해야하는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위해 본 논문에서 PID제어기의 최적 자동동조를 위한 릴레이 동조 방법을 제안한다. 기존의 한계감도법과 과도응답 법으로 초기계수를 결정하는 방법보다 유연성과 적용성이 높고, 이를 마이크로프로세서(DSP : TMS-320C32)에 적용하여 소프트웨어적으로 릴레이의 기능이 이루어지도록 설계했다. 이는 Ziegler-Nichols 계수조정법이 갖는 적용대상의 제약성을 극복한 방법이며, 릴레이에 의해 출력을 강제 진동시키고 출력의 진폭과 주기를 이용하여 PID 계수를 조정하고, 또 상대안정성의 척도인 위상여유를 고려하므로 시스템의 상대안정성과 견실성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.300-301
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• 2010

최근 반도체 산업의 비약적 발전으로 고출력 LED 광원 시스템 개발이 확대되고 있다. 그 중 무대조명 분야는 색 연출의 필요성으로 넓은 조도제어(Dimming) 범위가 필수적이다. 본 논문에서는 방송장비의 높은 센싱 속도로 인하여 화면에 생기는 빛의 떨림 현상 제거와 0~100%의 넓은 조도제어 범위를 구현하기 위해 Analog 조도제어와 PWM 조도제어를 결합한 조도제어 방법을 제안하였으며, 이를 위한 회로를 설계하고, 이를 실험적으로 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.600-610
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• 1994

원자력산업계에서는 원전 계측제어계통의 디지털화를 위해 많은 노력을 기울이고 있으나, 원자력산업의 특수성인 시스템 안전성 확보에 필요한 소프트웨어 개발기준과 규제방법이 정립되지 못하고 있다. 뿐만 아니라 디지털 계측제어계통의 핵심 기반기술인 고신뢰도 소프트웨어 개발 방법론이 확립되지 못하여 소프트웨어 공통모드고장 문제, 정량적인 소프트웨어 신뢰도 보장 문제 등이 논란의 대상이 되고 있다. 이와 같이 원전 계측제어계통 디지털화 성공을 위해서는 소프트웨어 신뢰도 확보가 관건이며 고신뢰도 소프트웨어 확인 및 검증 기술 개발이 절실히 요구된다. 본 기술보고에서는 디지털 계측제어계통 소프트웨어에 대한 규제요건을 소프트웨어 신뢰도 보장을 위한 개발자, 사용자, 규제자 사이의 합의 기준측면에서 분석하였다. 또한 최근의 미국 원자력규제위원회의 디지털 계측제어계통 소프트웨어에 대한 규제방법과 규제동향을 살펴보았으며 마지막으로 고신뢰도 소프트웨어 개발과 확인 및 검증 방법, 규제 요건, 규제 방법 등에서 공통적으로 고려해야 할 기술적 측면의 현안과 이의 해결을 위한 연구 현황등을 파악하였다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권3호
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• pp.173-182
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• 2015

다양한 산업 자동화 분야에 활용되고 있는 모션 제어 시스템의 핵심 요소인 모션 제어기는 모션 명령의 전송의 주기성과 각 모터 드라이브 간 동작시점의 편차 최소화 등 실시간 성능 요구사항을 가진다. 이러한 요구사항을 만족시키기 위해 모션 제어기는 전통적으로 하드웨어 중심의 전용기 형태로 구현되어 왔으나 시스템 간 호환성과 확장성의 한계로 소프트웨어 중심의 범용 모션 제어기로 대체되는 추세이다. 한편 최근에는 저비용, 고성능의 범용 임베디드 플랫폼을 이용한 모션 제어기에 대한 관심도 커지고 있다. 본 논문에서는 고정밀 모션 제어 응용을 위해 ARM 기반 범용 임베디드 보드 상에서 Xenomai 기반 임베디드 제어기를 오픈소스 소프트웨어로 구현한 결과를 제시한다. 구현된 임베디드 제어기의 성능 평가를 위해 실제 응용 상황에서 측정 실험을 수행하였으며, 실험 결과 구현된 제어기는 드라이브 3개를 2 ms 제어주기로 동시 구동하는 환경에서도 안정적인 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.57-63
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• 2001

산업 현장에서 널리 사용되고 있는 권선형 유도전동기 제어 시스템은 외부 2차 저항과 각종 접점으로 인해 효율과 유지 $.$ 보수상의 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기촌의 전동기 시스템에 별도의 장치를 부과하지 않고 2차 전류만을 검출하여 간단히 권선형 유도전동기를 제어할 수 있는 센서리스 벡터 제어 기법을 제안했다. 즉, 권선형 유도전동기활 제어하기 위해 필요한 기존의 외부 2차 서항이나 잔자접촉기들을 제거하고 회전자측을 완전히 단락시켜 2차 저항에 의한 전략손실이나 접점의 마모로 인한 유지.보수상의 문제점 을 제거했다. 또한. 제안된 센서리스 벡터제어 알고리즘은 기존의 얄고리즘과는 단리 여자 전류 및 슬립주파수 측 정에 전동기 2차 저항을 사용하지 않기 때문에 2차 저항 변동으로 인한 벡터제어의 불완전함을 제거했다. 아울러 디지털 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 알고리즘의 타당성을 확인을 하였다.