본 논문은 멀티형 공조/냉동시스템의 증발기의 과열도(증발기 2상영역과 출구영역의 냉매기 온도차)제어를 위한 모델링과 PI제어에 관한 연구이다. 먼저, 제어기 설계를 목적으로 하여 압축기, 응축기, 증발기 그리고 전자식 팽창밸브의 동특성이 수학적으로 모델링된다. 증발기에서의 일정한 크기의 과열도 발생을 제어목적으로 한정한 후 전자식 팽창밸브의 전류입력으로부터 증발기의 2상영역과 과열영역에서의 관벽의 온도로의 전달함수들이 유도된다. 비례적분 제어기의 폐루프시스템의 안정성과 제어성능은 Nyquist 안정성 판별법에 의해 분석된다. 시뮬레이션 결과가 제시된다.
종래의 전달매트릭스법과 Frontal 전달매트릭스법에 있어서의 계산의 안정성과 효율성을 검토하고 또 이 두 방법에 선형내삽법을 적용하여 각 방법에 의한 해의 수렴특성을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 시행값이 작을 경우 두 방법에 의한 계산의 안정성이나 정확성의 면에서 전혀 차이가 없으나, 시행값이 커질수록 전달매트릭스법에 의한 계산의 오차가 증대해지고, 어느 시행값이 이상이 되면 계산이 불안정해 진다. 2. Frontal 전달 매트릭스법은 시행값의 선택에 큰 제약을 받으며, 적절한 시행값을 선택하지 못 했을 경우, 원하는 해를 구할 수 없다. 3. Frontal 전달 매트릭스법에 의한 시행값-진동수행렬식의 값이 plot에 있어서는 불연속점이 존재하고, 이 불연속점을 경계로 plot는 + 혹은 -의 최대값으로 발산하며 다시 새로운 연속구간이 시작된다. 양단의 경계조건이 같을 경우에는 +에서 -로 바뀌는 연속구간내에, 양단의 경계조건이 다를 경우에는 -에서 +로 바뀌는 연속구간내에 해가 존재한다. 4. 선형내삽법을 적용할 때 근사해로의 수렴에 필요한 반복회수는 Frontal 전달 매트릭스법이 훨씬 많으며 한 시행값에 대한 계산시간도 더 많이 필요하므로 근사해를 구하는 전체적인 계산시간은 연속매트릭스법에 비해 훨씬 더 많이 소요된다. 5. Frontal 연속매트릭스법에 의한 계산은 경계조건이나 중간조건에 따라 매트릭스 요소를 기지와 미지로 재배치해야 하고 또는 시행값의 선택이나 불연속구간의 판별 등 많은 제약이 따르므로 프로그램의 작성과 그 실행이 연속매트릭스법에 비해 훨씬 번거롭다.
This paper is concerned with the theoretical estimation of the single-input single-output(SISO) positive position feedback(PPF) controller and the derivation of the stability conditions for the multi-input multi-output (MIMO) PPF controller. Although the stability condition for the SISO PPF controller was derived in the earlier works, the question regarding the performance estimation of the SISO PPF controller has never been studied theoretically. Hence, the SISO PPF controller for the single degree-of-freedom system was first investigated and then control parameters including gain, the filter frequency, and the damping factor of the PPF controller were analyzed in detail thus providing the design methodology for the SISO PPF controller. In the case of real structure. there are infinite number of natural modes so that some modes are to be controlled by a limited number of actuator and sensor. Based on the theoretical results on the SISO PPF controller, the stability condition for the multi-input multi-output PPF controller was derived when only the few number of modes are to be controlled. The control spillover problem is also discussed in detail.
본 논문에서는 로봇 말단부에 장착된 카메라 환경에서 시각 궤환을 이용하는 로봇 매니퓰레이터의 자세제어 기법을 제안한다. 자세제어를 위한 기준 관절 속도와 관절 가속도는 외부루프의 특징점을 이용한 영상정보에서 생성된다. 영상평면상에서 특징점을 추종하기 위한 제어 입력은 로봇 동역학을 사용하였다. 영상평면상의 특징점과 관절 각속도 오차를 로봇 구동을 위한 제어입력에 포함시켜 파라미터 불확실성에 강인하도록 하였다. 시스템의 안정도는 Lyapunov 안정도 판별법을 이용하여 입증하였다. 제안된 제어기의 성능은 5-링크 2 자유도를 가지는 로봇에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하였다.
본 실험은 질소안정동위원소존재비($\delta^{15}N$)를 이용하여 유기벼와 일반벼의 판별 가능성을 탐색하기 위하여 실시하였다. 시료는 전국에 걸처 유기벼 17점, 그리고 유기벼 재배 인근지역에서 일반벼 13점을 수집하여 2008년 11월부터 2010년 1월까지 설문 및 분석 작업을 수행하였다. 벼는 벼와 현미, 백미, 왕겨로 도정한 다음 이들의 질소 및 질소안정동위원소 자연존재비($\delta^{15}N$)를 분석하였다. 이 성분이 두 그룹의 간의 판별에 이용될 수 있을지를 검증하기 위하여 판별분석을 적용, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 유기벼 농가가 사용한 질소원은 퇴비, 쌀겨, 균배양체, 버섯배지, 유박이었고 사용량은 농가에 따라 큰 차이가 있었고, 볏짚은 모두 논에 환원하였다. 그러나 일반벼 농가는 복합비료를 쓰고 볏짚은 회수하여 판매한 경우가 많았다. 2. 유기벼의 벼와 현미, 백미, 왕겨의 중질소자연존재비의 차이가 가장 컸으나 통계적 유의성은 없었고 지역간의 차이도 유의성이 없었다. 일반벼에서도 유기벼와 같은 경향이었다. 3. 유기벼와 일반벼의 질소안정동위원소존재비는 유의한 차이가 있었고(p<0.01) 이러한 차이는 유기 및 비유기 왕겨에서도 나타났다(p<0.05). $\delta^{15}N$값은 유기벼 및 비유기벼 판별의 지표로 유용한 것으로 사료된다. 4. 판별분석 SPSS와 Logistic을 적용하였을 때 현미와 백미를 제외하고 모두 유의한 차이가 있었다. 판별에는 왕겨가 가장 유용하였고, 미지시료의 83.3%가 바르게 분류될 수 있는 것으로 나타났다. SPSS방법은 벼와 왕겨, Logistic 방법은 네 가지 구성성분 모두 유의하게 나타났으나 그 중 검정값이 가장 높게 나타난 것은 왕겨로 83.3%가 바르게 분류될 수 있음이 확인되었다.
본 논문에서는 시계열 image data를 안정되고 높은 정확도로 분류할 수 있는 자동분류법을 제안하였다. 제안한 방법은 대상 영역에 관한 분류도가 기존재하던 가, 아니면 최소한 시계열 image data 중 어느 한 image data가 분류되어 있다고 하는 전제조건에 그 기초를 두고 있다. 분류도는 training area를 선정하기 위라여 사용하는 기준주제도로 사용되어진다. 제안한 방법은 1)기준주제도를 사용한 training data의 추출, 2)taining data의 균질성에 의거한 변화화소의 검출, 3)검출된 변화화소에 대한 clustering, 4)training data의 재구성, 5)maximum likelihood classifier와 같은 판별법에 의한 분류 등 5개의 단계로 구성된다. 제안한 방법의 성능을 정량적으로 평가하기 위하여 4개의 시계열 Landsat TM image data를 제안한 방법과 숙련된 operator가 필요한 기존의 방법으로 각각 분류하여 비교 검토하였다. 그 결과, 기존의 방법으로는 숙련된 operator가 필요하고, 분류도를 얻기까지 수일이 소요되는 데 반하여, 제안한 방법으로는 숙련된 operator 없이, 신뢰성 있는 분류도를 수 시간 내에 자동으로 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 원격탐사, 전기비저항탐사, 전기전도도탐사(전자기탐사), 시추공 영상촬영법을 융합하여 효과적인 제방의 안정성 및 누수 평가 방법을 서산 A지구 방조제에 적용하여 제시하였다. Landsat ETM+열적외선 밴드를 사용하여 방조제 부근에서 다른 온도의 해수와 담수가 혼합되는 양상을 통해 누수의 존재, 규모 및 기간을 유추하였다. 전기비저항탐사를 방조제를 따라 실시하여 평균비저항 값 83.197 ${\Omega}$-m이하를 보이는 이상대의 수평적 수직적 분포를 확인하였다. 간조와 만조 시의 전기전도도 값의 분석을 통해 배경치의 영향을 최소화한 수평적 이상대 분포를 확인하였다. 시추공영상촬영을 통해 파쇄대의 수직적 분포양상과 기존 탐사법의 정확도를 확인하였다. 그 결과 전체 제방의 연장 중 41.7%에서 세 수평적 이상대 탐사법의 중첩구간이 확인되었으며, 시추공에서 확인된 수직적 파쇄양상을 고려할 때 누수구간이 제방단면의 중심부를 따라 상당부분 수평적으로 연장이 되어 방대한 양의 누수가 존재할 가능성이 높을 것으로 사료된다. 네 탐사법의 융합적 접근은 각 탐사방법이 가지고 있는 장점을 부각하고 단점을 보완하여 수평적 및 수직적인 누수구간과 기간의 확인 및 판별이 가능하고, 시추공에서 확인된 수직적 파쇄양상의 수평적 연장성을 예측하는데 높은 신뢰도를 보인다 할 수 있다.
산업이 고도화될수록 높은 품질과 보다 정밀하게 가공된 제품의 안정된 생산이 요구되고 있으며, 그에 대한 표준화된 측정법 및 관리법이 요구되고 있다. 산업체에서 생산되는 다양한 형태의 제품들 중, 마이크로메타 또는 나노메타 수준의 정밀한 가공 및 측정에 있어서, 정확하고 일관성 있게 빠른 시간 안에 제품분석을 수행 할 수 있는 방법은 오래 전부터 활발히 연구되고 있으며, 그 중 광학 기반의 3D-profiler 는 빠른 속도와 간편한 사용으로 많은 인기를 얻고 있다. 이러한 분석법은 광학 현미경의 평면 분해능을 가지고, 나노크기의 물체 높이를 판별하여, 측정된 정보를 3차원 이미지로 형태를 재 구성할 수 있어, 미세한 표면 조도 변화나 나노 수준의 패턴 단차에 대한 정보를 간단하게 얻을 수 있다. 또한 빛의 간섭현상에 기초하여 시료 표면에 대한 정보를 얻기 때문에 원자단위 이하 수준의 측정 해상도를 가지게 된다. 표면의 칼라패턴에 대해서도 2D 평면 정보를 기초로, 다양한 색상의 패턴들에 대해 각각의 색에 따른 정확한 높이 분석 및 그 패턴 분리, 색깔과 매칭되는 3D 이미지 구현 등과 같은 분석이 가능하여, 이를 활용하여 다양한 분야에서 활발히 사용되고 있다. 실제 현장에서 측정된 다양한 3D 이미지를 소개하며, 이를 통해 광학 3D-Profiler에 대한 전반적인 성능 소개와 그 이해를 돕고자 한다.
본 논문에서는 실험적 분석을 이용하여 쿼드로터 시스템의 고도제어를 위한 PID제어기를 제안한다. 제안된 제어기가 적용된 시스템의 안정성을 분석하기 위해 Routh-Hurwitz 판별법을 적용한다. 또한 쿼드로터 시스템을 수학적 모델링을 기반으로 MATLAB과 Simulink를 이용하여 kP, kI, kD 각각의 값을 변화시키며 실험의 결과를 정리한다. 정리된 실험의 결과를 바탕으로 PID제어기 각각의 이득값(kP, kI, kD)의 변화가 쿼드로터의 자세제어에 미치는 영향에 대하여 분석하고, 분석한 내용을 바탕으로 제어기 이득값을 튜닝하기 위한 알고리즘을 제시한다. 제안된 알고리즘을 적용한 PID 제어기는 실제 시스템인 AR.Drone에 적용하여 효과를 실험적으로 검증한다.
This paper presents the robust stability condition of uncertain Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy systems with time-varying delay. New augmented Lyapunov-Krasovskii function is constructed to ensure that the system with time-varying delay is globally asymptotically stable. Also, less conservative delay-dependent stability criteria are obtained by employing some integral inequality, reciprocally convex approach and new delay-partitioning method. Finally, two numerical examples are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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