• 제목/요약/키워드: 상태변수 추정기

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칼만 필터와 퍼지로직을 이용한 원자력 발전소 제한제어 알고리즘에 관한 연구

  • 김성헌;이은철;최중인
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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    • pp.139-146
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    • 1997
  • 제한 제어 계통은 원자력발전소의 주요계통의 운전상태를 감지하여 운전변수들의 이상 기동이 예상되면 적절한 제한조치를 자동으로 수행하여 원자로 트립이 일어나는 것을 미연에 방지한다. 한 계통의 고장으로 인한 이상상태가 발생하면 국부제어기는 그 국소성 때문에 그 상황을 제대로 다루지 못할 경우가 생긴다. 따라서 고장의 원인을 정확히 파악하고 그에 대한 적절한 대처를 할 수 있는 높은 수준의 지능적 제한 재어 알고리즘이 필요하게 되며 이를 위하여 본 연구에서는 칼만 필터를 이용하여 원전의 상태변수를 추정하고 퍼지로직을 이용하여 고장을 파악하고 적절한 조치를 수행할 수 있는 제한 제어 알고리즘을 개발하였다. 이를 영광 3/4호기 원전의 이상 상태에 대하여 모의 적용함으로써 그 유용성을 보여주었다.

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영구자석 동기전동기의 강인 비선형 속도제어기의 설계 및 DSP에 기반한 구현 (Design and DSP-based Implementation of Robust Nonlinear Speed Control of Permanent Magnet Synchronous Motor)

  • 백인철;김경화;윤명중
    • 전력전자학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.1-12
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    • 1999
  • 파라미터 변동이나 외란에 강인한 영구자석 동기전동기의 궤환선형화 속도제어기를 설계하고 DSP를 이용하여 실험 시스템을 구현하였다. 시스템의 상태변수에 비하여 매우 느리게 변화하는 파라미터의 추정을 위하여 MRAS를 이용한 추정방법이 MIT rule을 이용하여 유도되었다. 외란이나 시스템의 상태변수 정도의 변화를 보이는 피라미터에 대하여는 그영향이 고려된 준-선형화 비간섭 모델이 유도되었다. 이 모델을 이용하여 제어시스템의 강인성을 얻고자 경계층을 가지는 Sliding mode 제어기를 설계하고 PD 제어기를 적용한 기존의 제어기와 비교하였다. 제안된 제어 방법의 유용성은 Simulation과 DSP에 기반한 실험 시스템을 통하여 검증하였다.

댐 수위 추정 방법의 개선을 통한 수리${\cdot}$수문학적 위험도 분석 (Hydraulic${\cdot}$Hydrologic Dam Risk Analysis through Improving Estimation Methods of Dam Water Surface Level)

  • 권현한;문영일
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.863-869
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    • 2004
  • 댐의 수리${\cdot}$수문학적 월류 확률 추정시에 가장 민감한 불확실성 변량은 댐의 초기수위라 할 수 있으며, 특히 자료의 특성을 충분히 반영하고 댐마루(dam crest)의 높이를 초과하지 않으면서 경계를 갖는 분포형을 추정하는 것은 무엇보다 중요하다. 그러나 기존의 매개변수적 확률분포 추정방법으로 이러한 문제점을 적절히 반영할 수 없으며 통계특성을 반영하지 못하고 이상화시키는 단점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서 비매개변수적 핵밀도함수 방법과 Bootstrap 기법을 적용하여 수위의 신뢰구간을 추정하였다. 연 최대치 자료를 이용한 비매개변수적 핵밀도함수 기법을 이용한 해석결과에서는 댐의 설계빈도를 상회하는 비교적 큰 위험도 나타냈으며 홍수기의 평상수위고 가정하는 Bootstrap Resampling을 적용한 위험도는 5.11E-06의 간을 나타났다. 가장 극심한 기상상태를 가정한 해석 결과인 1.1972E-03은 본 댐은 여수로의 설계빈도가 1,000년 빈도로서 설계당시보다 확률수문량이 크게 증가된 현재 여수로 방류능력 및 안전성 상태로 고려해보면 적당한 위험도 값으로 추정된다.

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ROS를 이용한 드론의 상태 추정과 제어기 설계 (State Estimator and Controller Design of an AR Drone with ROS)

  • 김관수;강현호;이상수;유성현;이동훈;이동규;김영은;안춘기
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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    • pp.434-437
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    • 2018
  • 본 논문에서는 ROS (Robot Operating System)에 대해서 소개하고 ROS를 이용해 드론의 제어기와 필터를 구현해본다. 드론이 강인한 성능을 보이기 위해서는 기체의 상태에 대한 더 정확한 추정이 필요하다. 드론이 기체좌표계로 출력하는 각 축(x축, y축, z축)에 대한 선속도, 선가속도를 더 정확히 추정하기 위해 칼만 필터를 설계하며 칼만 필터를 통과한 상태 변수를 제어 입력으로 하는 PID(Proportional Integral Derivative) 제어기를 설계한다. 실험적인 부분에서는 제어기와 자율 주행 알고리즘을 접목시켜 드론이 자신의 상태를 추정하고 알고리즘을 순차적으로 진행하는 과정을 살펴본다. 마지막으로 알고리즘을 통해 드론의 임무 수행 여부를 살펴보고 정밀한 제어를 위한 추가적인 제어기 설계 방법과 연구 방향을 제시하고자 한다.

AFLC 제어기에 의한 유도전동기의 ANN 센서리스 제어 (ANN Sensorless Control of Induction Motor with AFLC Controller)

  • 최정식;고재섭;정동화
    • 전력전자학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.224-232
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    • 2006
  • 본 논문은 적응 퍼지 제어기에 의한 유도전동기의 ANN 센서리스 제어를 제시한다. 또한 AFC를 사용하여 속도를 제어하고 ANN 제어기를 이용하여 속도를 추정한다. 신경회로망의 역전파 알고리즘은 전동기 속도의 실시간 추정에 사용된다. 요구상태 변수와 실제 상태는 실제 상태 변수는 요구값에 일치하기 위해서 역전파 알고리즘에 의해 회전자 속도를 조절한다. 제시된 제어 알고리즘 AFLC와 ANN 제어기는 유도전동기 드라이브 시스템 제어에 적용된다. 그리고 본 논문은 AFLC와 ANN 제어기의 우수한 결과를 나타낸다.

SDRE 기법을 이용한 위성 각속도 추정용 비선형 관측기 설계 (Nonlinear Observer Design for Satellite Angular Rate Estimation by SDRE Method)

  • 진재현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권10호
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    • pp.816-822
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    • 2014
  • 위성의 각속도를 추정하는 비선형 관측기의 설계방법을 제안한다. SDRE 기법을 이용하여 관측기를 설계하는데, 오차 수렴에 대한 충분조건을 제시하였다. 대수 Riccati 형태의 이 조건은, 비선형 항을 Lipschitz 형태로 변환하고 이에 대한 수렴 조건을 유도하여 구해진다. 이 조건으로부터 관측기의 게인을 구할 수 있으며, 시뮬레이션을 이용하여 제안한 방법을 검증하였다.

구조재료 변수 상관관계를 고려한 격납건물의 내압취약도 평가 (Assessment of Internal Pressure Fragility of Containment Buildings considering the Correlation of Structural Material Variables)

  • 함대기;김정한;최인길;이홍표
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.396-399
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    • 2011
  • 격납건물의 내압취약도 평가를 위하여 격납건물 구조재료 변수 각각의 재료특성 시험 결과를 분석하여 현재상태 중앙값 및 변동계수 값을 추정하였다. 추정된 값은 최근의 가동중 검사 결과와 큰 차이를 보이지는 않는 것으로 나타났다. 또한 추출된 구조재료 변수들의 재조합을 통해 상관성을 배제시키는 방법을 적용함으로서, 변수 간의 상관성이 격납건물 취약도 평가에 미치는 영향을 기존의 방법과 대비하여 분석하였다. 본 예제의 경우에는 의도치 않은 변수간 상관성에 의해 2%가량 내압성능이 작게 평가되는 결과가 발생하는 것으로 나타났다. 일반적인 문제의 경우 구조재료 변수의 특성과 추출된 변수의 임의성에 의해 영향이 증폭될 수 있기 때문에, 보다 합리적인 내압취약도 평가를 위해서는 상관관계 영향을 고려하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

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진동에서 생기는 동적 하중을 줄이기 위한 능동 최적 제어 (Active Optimal Control Techniques for Suppressing Dynamic Load in Vibration)

  • 김주형;김상섭
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제12권10호
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    • pp.749-757
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    • 2002
  • Excessive vibration in flexible structures is a problem encountered in many different fields, causing fatigue of structural components. Passive techniques, though sometimes limited in their capabilities, have been used in the past to attenuate vibrations. Recently active techniques have been developed to enhance vibration control performance beyond that provided by their passive counterparts. Most often, the focus of active control methods has been to suppress structure displacements. In cases where vibration results in structure failures, displacement suppression may not be the best choice of control approaches (it can, in fact, increase dynamic loads which would be even more harmful to supports) . This paper presents two optimal control methods for attenuating steady state vibrations in flexible structures. One method minimizes shaft displacements while another minimizes dynamic reaction forces. The two methods are applied to a model of a typical flexible structure system and their results are compared. It is found that displacement minimization can increase loads, while load minimization decreases loads.

비행시험용 실시간 데이터 융합필터 성능분석 (Performance Analysis on the Real-time Data Fusion Filter for Flight Test)

  • 원종훈;이자성;이용재;김흥범
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2034-2036
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    • 2003
  • 본 논문에서는 21차 상태변수를 갖는 칼만필터 형태의 비행시험용 데이터 융합필터 알고리듬의 성능을 분석하였다. 실측 데이터에 대한 분석을 통하여 상태변수 선택의 적절성을 검증하였다. 공분산 해석기법을 통하여 기 개발된 데이터 융합 알고리듬의 추정값의 오차범위를 구하였다. 수치적인 성능값을 구하고자 간단한 시뮬레이터를 설계하였다. 20회 몬테칼로 시뮬레이션과 공분산 해석결과에 기반하여 필터 계수를 튜닝하였고 이를 기설계된 분산형 칼만필터에 적용하였다. 실시간 소프트웨어 모듈의 수행결과를 동일한 실측데이터를 적용한 후처리 실험결과와 비교하였다.

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반도체 센서의 확장칼만필터를 이용한 자세추정 (Extended Kalman Filtering for I.M.U. using MEMs Sensors)

  • 전용호
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.469-475
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    • 2015
  • 본 논문은 반도체 센서를 이용하여 공간상 시스템의 자세를 정확히 측정할 수 있도록 확장 칼만 필터를 설계하는 방법에 관한 연구이다. 공간상 자세는 관성좌표계(고정 좌표계)로부터 몸체에 부착된 회전좌표계의 상호 관계로 표현한다. 자세를 표현하는데 있어서 간결한 방법인 쿼터니언을 상태변수로 이용하며, 속도 센서로부터 계측된 값을 입력으로 가정하고, 상태 변화를 추정하였다. 그리고 가속도 센서로부터 획득된 값을 관측 데이터로 하여 추정한 값과의 정합과정을 통해 최적의 추정치를 얻어낸다. 이때 추정의 정밀도를 높이기 위해 추정 주기를 센서특성에 맞춰 조절하도록 확장 칼만 필터를 설계하였다. 그 결과, 3축 속도 센서와 3축 가속도 센서를 이용하여 설계된 추정기의 RMS(: Root Mean Square) 추정오차가 시뮬레이션에서 약 1.7 [$^{\circ}$] 이하로 유지되었고, 실험에서 100 [ms] 의 주기로 상태추정을 함으로 추정기가 유용함을 입증하였다.