인구증가와 경제성장 및 문화발전에 수반하여 전력수요는 증가되고 사용시간과 장소가 집중되는 경향이다. 따라서 계절별, 일형별, 시간별, 지역별로 부하차이가 심해지고 부하율이 저하한다. 종래와 같이 예측되는 전력수요 곡선을 왜곡(distortion)시키지 않고 그대로 충족시킬 수 있는 설비를 계획하고 건설하여 운용하는 공급관리(SSM:Supply Side Management)에 의존할 때는 설비증설과 투자비가 증가하고 설비이용율이 저하하며 운전유지비가 증가하여 전력단가가 높아진다. 뿐만 아니라 지구환경을 해롭게 하는 CO$_{2}$ 배출량이 증가한다. 이러한 실저에서 설비투자비와 운전유지비를 절감하고 환경보전을 하기 위하여 수요곡선의 모양을 개선하도록 유도할 필요가 있다. 최근 세계적 추세는 부하관리와 효율향상 등으로 수요곡선 모양을 개선하는 수요관리(DSM:Demand-Side Management)에 치중하고 있다. 여기서는 전력수요고나리의 효과적 방법으로서 이른바 원격부하제어(RLC: Remote Load Control), 일명 직접부하제어(Direct Load Control)시스템으 개발기술을 검토한다. 개발코자 하는 RLC시스템은 일시정지시켜도 지장이 적은 수용가의 부하를 주기적으로 공급자가 제어할 수 있도록 하여 가변부하조성(Flexible Load Shape)을 하는 것이다. 가변부하조성은 필요시 운전예비율을 공급자와 수요자가 분담함으로서 전력수급의 안정을 도모하고 사회적 공급 지장비용을 경감시킬 수 있다.
오늘날 인프라 무선 랜은 많은 사용자들이 사용하는 중요한 인터넷 접속 기술이다. 무선 랜의 성능은 포화상태에서 시스템의 처리율이 저하되고, 각 노드의 처리율은 시간에 따라 심하게 변화하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 링크 계층에서 DCF 시스템의 입력 로드를 조정하여 이러한 문제를 해결하는 트래픽 제어 방법을 제안한다. 트래픽 제어기를 사용하여 DCF로 유입되는 시스템 로드를 적절하게 조정하면 기존 MAC 프로토콜을 수정 없이도 시스템 처리율을 향상시키고 노드의 처리율 변화도 줄일 수 있는 것을 보인다. 또한, 시스템의 상황에 맞는 최적의 시스템 로드를 찾는 동적 제어 알고리즘을 제안하고, ns-2 시뮬레이션을 통하여 성능 향상을 보였다.
This study describes the depth and straight motion control performance depending on control surface combinations of a supercavitating underwater vehicle. When an underwater vehicle experiences supercavitation, friction resistance can be minimized, thus achieving the effect of super-high-speed driving. Six degrees of freedom modeling of the underwater vehicle are performed and the guidance and control loops are designed with not only a cavitator and an elevator, but also a rudder and a differential elevator to improve the stability of the roll and yaw axis. The control performance based on the combination of control surfaces is analyzed by the root-mean-square error for keeping depth and straight motion.
본 논문은 BLDC 서보모터 펌프를 사용하는 PBW(power-by-wire) 시스템을 위한 DSP(Digital Signal Processor) 제어기에 대한 연구를 제시한다. PBW 유압 엑츄에이터는 BLDC 서보모터에 의해 구동되는 유압펌프와 유압 실린더 그리고 제어기로 구현된다. 이 PBW 시스템은 유압 실린더의 선형 추진 동작을 위해 서보 모터의 속도 제어를 필요로 한다. 본 논문에서는 벡터 제어 방법과 MIN-MAX PWM 기술을 활용하는 서보 제어기를 구현한다. 제어기로서, PWM 파형발생기, A/D변환기, SPI(직병렬인터페이스) 포트 그리고 많은 입/출력 포트 등을 가지고 있는 이유로 TMS320F2812 DSP가 채택되었다.
주어진 제어대상 모델에 대하여 제어기를 구성하여 실제로 적용하는 경우 모델의 불일치, 모델링에서 고려하지 않은 외란(disturbance), 측정잡음등에 의하여 성능이 설계시와 달라진다. 실제적용에서도 성능을 계속 유지하기 위하여 제어기는 안정성, 계수변화(parameter variation)에 대한 강인성(robustness), 외란상쇄(disturbance rejection) 및 측정잡음에 둔감함등의 특성을 가져야 한다. 귀환(feedback)을 사용하여 제어기를 구성하는 경우 위의 모든 조건을 만족 시킬 수 없으므로 제어목적에 따라 적당한 조건을 선정하여 중요한 특성을 주로 갖게 한다. 본 논문에서는 쌍동선(small waterplane area twin hull ship-SWATHS)에 대하여 PID, LQ, LQG 제어기를 구성하여 안정성, 계수 변화에 대한 강인성, 외란 상쇄 및 측정잡음의 영향을 비교하였다. 쌍동선의 경우 다른 단동선(mono hull ship)에 비하여 접수면(waterplane)이 적으므로 무게증변을 흡수할 수 있는 복원력이 약하여 적은 외력에도 상하동요(heave)와 종동요(pitch)가 심하게 일어난다. 이러한 동요를 줄이는 것이 쌍동선의 제어목적이다. 본 연구에서는 먼저 선형화된 수직축 운동방정식을 이용하여 선체운동의 모델을 구했으며 중첩의 원리(super-position theorem)에 의하여 주파수 응답의 합으로 파도입력을 모델링 하였으며 제어를 위하여 필요한 측정치는 IMU(Inertial Measurement Unit)에서 제공된다고 가정하였다. 쌍동선의 동요의 원인은 파도, 바람, 조류 등이 있으나 파도에 의한 영향이 가장 크므로 본 논문에서는 파도에 의한 영향만을 고려하였다. 파도는 쌍동선에 외란으로 작용하며 측정할 수 없는 양이므로 PID, LQ 제어에서는 제어모델에 포함되지 않지만 LQG 제어에서는 제어모델에 포함된다. LQG 제어의 경우 제어모델에 파도를 백색잡음으로 가정하고 제어기를 구성한 것 (LQG1)과 2차의 쉐이핑필터(shaping filter)를 사용하여 구성한 것(LQG2)으로 나누었다.
SWASH형 시험선의 제어 시스템에 입력 값으로 사용되는 심도 값은 초음파 센서를 통해 측정한다. 선수부에 부착한 초음파 센서를 통해 수면과의 거리를 측정하여 시험선의 무게중심까지의 거리를 단순히 계산 할 수 있지만, 시험선의 자세와 초음파 센서로 측정한 값에 대한 기하학적 관계를 함께 적용해야만 시험선의 정확한 심도를 예측 할 수 있다. 본 연구에서는 초음파 센서와 시험선의 자세 값을 이용한 SWASH형 시험선의 심도를 보정해주는 방법을 소개한다.
One of the most difficult problems in depth control for underwater vehicle is the effect of seaway disturbance. When a underwater vehicle operates in a near surface environment, the seaway generates essentially two types of stochastic disturbances that influence the boat notion. One component of the seaway forces is of large magnitude with a relatively narrow-band, first order component. The other component is generally of somewhat smaller magnitude, second order component. Since the magnitude of the first order component is generally such greater than the compensating force that can be generating by the planes, it is undesirable for the controller to generate a control command. In this paper, we used LPC(Linear Predictive Coding) processing to uncontrollable seaway disturbance. This method can be used extensively in sensor signal processing of underwater vehicles.
One of the most difficult problems in depth control for underwater vehicle is the effect of seaway disturbance. One component of the seaway forces is of large magnitude with a relatively narrow-band, first order component. The other component is generaly of somewhat smaller magnitude, second order component. Since the magnitude of the first order component is generally much greater than the compensating force that can be generating by the planes, it is undesirable for the controller to generate a control command. In this paper, we disigned adaptive notch filtering system using filter bank structure. Energies of each band-passed signal are obtained by MA(Moving Average) method and compared to produce center frequency. By adapting this parameter to notch filter, 1st order seaway disturbance can be removed, which lead to the improvement of automatic depth control system.
액체금속의 표면형상제어를 위하여 철심코어를 가진 고주파 유도코일 시스템의 개발에 대한 기초연구이다. 이를 위하여 철심을 가진 고주파코일에서 발생하는 전자기력을 모사할 수 있는 수치해석 프로그램을 개발하고, 개발된 수치해석 프로그램과 실험실 규모로 제작된 장치로부터 얻은 자속밀도 분포의 결과를 비교하여 프로그램의 신뢰성 및 용융금속의 표면형상을 효율적으로 제어할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 새로운 코일시스템 개발을 위한 전자기 공정변수의 기초자료를 얻었다.
전기추진선박의 추진시스템에서 중요하게 고려해야 할 사항이 전력변환장치에 의해 전동기에 공급되는 전압 및 전류에 포함되는 고조파 성분을 억제하는 것이다. 근래에 특수선박의 전기추진시스템에서 속도 및 토크제어기법으로 많이 사용하고 있는 벡터제어방식이 많은 제어기와 복잡한 연산을 요구하고 토크의 동적 특성이 전동기의 정수변화에 영향이 큰 단점을 가지고 있어서 대안으로 제시되고 있는 제어기법 중에 하나가 직접토크제어방식이다. 하지만 직접토크제어방식은 영벡터를 인가하지 않으므로 토크리플이 심하여 공급 전류파형에 고조파 성분이 포함되는 단점을 가지고 있으므로 이를 해결해야 한다. 본 논문에서는 유도전동기를 추진기로 채용하고 있는 LNG 선박의 전기추진시스템에서 직접토크제어방식을 사용하는 경우에 고조파 발생을 저감하기 위한 제어방식을 제시한다. 새로운 직접토크제어방식은 샘플링 주파수의 변화없이 복잡한 제어기를 사용하지 않고 인버터 스위칭 주파수를 일정하게 유지한 채 개선된 공간벡터 변조법에 의해 인버터를 제어하는 방식이다. 제안된 방식의 유효성은 추진기에 공급되는 전류파형에 포함된 고조파 성분의 분석과 속도제어 특성을 통해 입증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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