상수관망의 수질사고와 이상상황 발생시 대응을 위해서는 급수구역에 설치되어 있는 자동수질측정기, 정밀여과장치, 재염소주입설비, 자동드레인 등의 계측·제어설비들 간의 유기적인 정보공유를 통한 제어를 필요로 한다. 스마트 상수관망 운영플랫폼은 이러한 인프라 시설의 운영방안을 고려하여 분산되어 있는 계측데이터를 통합감시 및 제어하는 시스템으로 개발되었다. 상수관망 운영플랫폼은 능동형 분석 제어기술을 도입하여, 스마트 상수관망 인프라 설비를 최적제어할 수 있도록 구현하였다. 통합운영 플랫폼은 PostgreSQL, PostGIS, GeoServer, OpenLayers 등의 기술을 활용하여 개발하였다. 플랫폼은 계측감시, 시설관리, 운영제어 등의 기능으로 구성되며, 상수도 업무지원을 위한 관망해석 및 네트워크 분석 기능을 지원한다. 본 시스템은 스마트 상수도 구축사업을 통해 구축한 유량·수질모니터링 장비와 수질관리를 위해 도입된 재염소, 자동드레인 설비의 운영상태를 실시간 조회하는 모니터링 프로그램과, 관망해석 프로그램 그리고 대상설비의 최적제어를 위한 운영관리 프로그램으로 구성되어 있다. 모니터링 프로그램은 현장에서 측정되고 있는 유량, 수압, 수질, 펌프운전 등의 상태를 실시간으로 감시하고 클라우드 데이터베이스에 저장·관리하는 기능을 수행한다. 관망해석 프로그램은 EPA_Net모형과 연계되어 관망수리·수질해석을 수행하는 부분으로 재염소설비의 염소 추가주입이나 자동드레인을 통한 배제시 나타나게되는 관의 수리·수질변화를 클라우드 컴퓨팅 환경에서 분석하고 결과를 가시화 하는 기능을 갖고 있다. 운영관리 프로그램은 재염소 주입이 필요할 경우 주입량의 산정하는 부분과 관망 파손이나 수질사고 발생시 최적 단수예상지역을 도출하는 기능을 보유하고 있다. 향후 스마트 상수관망의 능동형 수질관리를 추진하는 지자체에 도입하여 인프라운영관리 기술 확보 및 수질관리 능력 개선과 실시간 감시 및 위기 대응능력 향상에 기여할 것으로 기대된다.
비트율 제어 기법은 일정한 양의 비트만을 사용하여 최상의 화질을 얻기 위한 것이다. 기 중에서 최적의 비트율 제어기법(Optimal Rate Control)은 실시간 전송이 필요 없는 응용 분야에서 사용하거나 또는 모델 기반 비트율 제어기법의 성능을 평가하기 위하여 사용되었다. 하지만 기존의 방법들을 저전송율 비디오 부호기에 적용하였을 때에는, 양자화 매개변수간의 의존관계 때문에 최적의 해를 구하지 못하는 문제점이 생겼다. 따라서, 본 논문에서는 라그랑제 비용함수를 사용한 비터비 알고리즘을 이용하여 저 전송율 비디오 부호기에 적용할 수 있는 최적의 비트율 제어기법을 제안할 것이다.
최적효율제어를 통한 유도전동기의 효율향상은 에너지 절감측면에서 매우 중요하며 인공신경망을 사용하면 시스템의 특성이 충분히 해석되지 않은 상태에서도 우수한 제어특성을 얻을 수 있다. 본 논문은 유도전동기 구동시스템에서 최적 슬립주파수를 추종하는 실시간 인공신경망 회로를 구성하여 운전효율을 최적화하는 제어방법을 제안한다. 제안된 최적 효율제어기는 인공신경망 제어기에 의해 시스템의 비선형성을 포함하여 전동기의 내부손실이 최소가 되는 운전점을 추종한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 기존의 일정v/f 방식에 비하여 고속 경부하시 경제성 있는 에너지 절감효과를 충분히 확보할 수 있었다.
이 논문은 지능구조물의 실시간 적응진동제어를 위해 유전자 알고리즘을 이용하여 Positive Position Feedback(PPF) 제어기를 조정하는 것과 관련이 있다. 유전자 알고리즘은 최적변수를 찾는데 있어 국소 최소점이 아닌 전체적인 최적점을 찾을 수 있는 능력이 있다. PPF 제어기는 다른 진동모드에 영향을 주지 않으면서 특정 진동모드의 감쇠를 증가시킬 수 있는 장점을 가지고 있는 반면에 효과적인 진동제어를 위해서는 제어하고 자하는 진동모드의 고유진동수를 정확히 알아야하는 단점이 있다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 실시간으로 PPF 제어기가 필요로 하는 변수값을 추적할 수 있는 알고리즘을 개발하여 그 타당성을 실험으로 증명하였다. 실험결과는 PPF 제어기의 실시간 조정이 성공적으로 이루어져 진동제어가 효과적으로 이루어졌음을 보여주고 있다.
DYGABCD 프로그램을 이용해 선형모델의 구성에 필요한 시스템 행렬을 구하고 최소자승법을 이용하여 실시간 선형모사를 행한 후 DYNGEN 프로그램을 이용한 비선형 모사와 비교하여 그 타당성을 입증하였다. 그리고 가제어성과 가안정성을 시험하여 시스템에 대해 제어기설계가 가능한지 확인하고 엔진의 성능과 직결되는 터빈입구 온도의 Overshoot 제어를 위해 고전적 제어기법인 PI제어기와 현대적 최적제어기법인 LQR 제어기를 설계하여 각각의 성능을 비교해 보았다.
전력계통의 안정도 향상 방안으로 적용되는 재폐로계전기에서 재폐로의 성공뿐만 아니라 투입시점에 따른 최적재폐로의 적용으로 계통의 동요를 최소화 하게된다. 본 논문에서는 순간고장 제거 후 계통 안정화되는 계통의 최적재폐로 적용과, 불안정하게 되는 계통에서의 직렬 커패시턴스 투입 재폐로 제어로 안정화 가능성을 높였고, 영구고장으로 재폐로 실패되어 계통이 불안정해지는 경우에 계통 최소충격을 위한 최적재폐로가 적용되도록 하였다. 이를 위해 순간고장과 영구고장의 식별 기법과 광역 측정장치(WAM), 고속전송 적용 등으로 계통 안정의 정도를 판별, 예측하여 실시간 과도안정도가 고려된 최적제어가 되도록 하였다.
TCP 통신, 패킷통신은 고품질과 고신뢰성 확보를 위해서는 전송제어 기술이 필요하다. 그러나 실시간 데이터 전송의 경우 비효율적 전송 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 극복하여 패킷의 신뢰성 전송을 위해 일반적으로는 단순히 버퍼 수위를 지표로 하는 조기혼잡제어를 사용 하였다. 혼잡을 제어하는 시점을 버퍼 수위에 기준을 두기 때문에 혼잡제어 시점과 해지 시점의 제어가 지연된다. 따라서 본 논문에서는 버퍼 수위 지표뿐만 아니라 네트워크 혼잡을 측정하는 전송 속도와 버퍼 수위가 최적의 설정 이상 수준에 근접하도록 패킷 폐기확률을 결정하는 이상적인 버퍼 수위와 함께 분류 하였다. 제안 방법을 입증하기 위한 실험에서 설정한 이상적인 버퍼 수위에 의해 평균버퍼 수위가 유지되게 함으로 직접 제어할 수 있음을 결과로 나타내었다.
본 논문은 Sensored BLDC 모터의 제어방법을 설명하고, 효율적인 최적 제어를 하기위해 Lead Angle 제어를 하는 방법에 대하여 설명하였다. Lead Angle 값을 실시간 Auto Tuning 하는 기법을 설계 및 구현하였다. 실제 Microchip 사의 DSC를 사용하여 Software로 동작을 구현하였으며, PWM 스위칭 하기 위한 반도체 소자는 IGBT 모듈인 IPM을 사용하여 BLDC 모터의 구동회로인 인버터를 구성하였다. 실제 사용하는 400W급 BLDC 모터를 사용하여 Lead Angle 제어와 Auto Tuning 실험결과를 비교 검증하였다.
본 논문에서는 부하제어 서비스 클래스와 같이 결정적인 수준의 보장을 지원할 수 없는 연결 구조를 이중화하여 실시간 RPC의 종료시한 만족도를 개선하는 기법을 제안하고 그 성능을 평가한다. 제안된 기법은 RPC의 여유시간에 따라 요청 혹은 응답 메시지 전송에 있어서 종료시한 만족가능성이 높은 연결을 선택하도록 함으로써 각 RPC 트랜잭션에 여유시간에 따른 우선순위를 부여할 수 있으며 분할 기준치의 효율적인 선택에 의해 성능의 향상을 기할 수 있다. 이를 위해 할당된 대역폭에 따른 최적의 분할 기준치를 통계적으로 추정하여 실험 결과와 비교하였다. SMPL을 기반으로 수행된 모의실험은 제안된 기법이 실험에서 주어진 인자값에 대해 실시간 RPC의 종료시한 만족도를 개선할 수 있으며 통계적으로 0.3% 이내에서 최적의 분할 기준치를 추정할 수 있음을 보인다.
본 논문은 시뮬레이터 각 계통 모델을 개발하고, 개발된 각 모델링 실행파일을 실시간으로 실행하며, 각 계통 모델의 건전성 시험을 용이하게 수행하기 위해 개발중인 시뮬레이션 환경을 소개하는 것을 목적으로 하고 있다. 개발중인 시뮬레이션 환경은 울진 표준형원전 시뮬레이터의 전 계통을 모델로 하고 있으며, 현재 각 계통 변수 데이터베이스 제어프로그램, 멈춤/실행 (Freeze/Run), 운전상태의 저장 (Snapshot), 임의의 변수에 대한 동적인 변수값 도시 (Display), 각 계통 실행파일들의 실시간 제어, 3차원 실시간 형상화 툴 등 여러 기능이 있으며, 영광1호기 최적운전분석기 등의 시스템에 이미 활용중이다. 본 시스템의 구축으로 모든 시뮬레이션 모델 및 각종 코드의 실시간 실행/빠른실행/느린실행 등의 개별 운전모드 시간조정도 가능해져 시뮬레이터 모델 이외에도 기존의 사용 프로그램의 통합등 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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