• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07d
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• pp.2552-2554
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• 2005

제어기 설계에서 이득여유와 위상여유는 견실성 및 안정도 판별의 중요한 척도로 사용되며, 그 중 위상여유는 시스템의 성능지수와 관련된다. 이와 같은 이유로 이득여유와 위상여유의 안정도를 고려한 제어기의 설계방법이 연구되어지고 있다. 근래 Weng Khuen Ho와 Chang Chieh Hang이 제안한 설계방법은 복잡한 계산을 필요로 하는 arctan 함수를 1차 선형함수로 근사화 하여 복잡도를 감소시키면서도 원하는 이득여유와 위상여유를 만족시키는 제어기의 파라미터를 찾았다. 하지만 이 방법은 실제의 arctan 함수를 사용하는 것이 아니라 근사화된 수식을 사용함으로써 오차가 수반되어 원하는 설계조건을 만족 하지 못한다. 따라서 본 논문은 이러한 오차를 최소화하기 위해서 최적화 알고리즘을 이용한 이득여유와 위상여유를 보상하는 PID 제어기를 설계하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1541-1545
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• 2009

홍수 기간 중 부유잡목에 의한 수위상승 원인은 크게 상류부에서 이송되어진 유송잡물에 의한 교량 등의 수공구조물에 집적으로 인한 통수능 부족에 의하여 발생되는 수위상승과 하천내 수공 구조물의 부적절한 설계 및 시공으로 인한 수위상승으로 구분되어 진다. 현재 교량의 여유고 산정에 사용되는 홍수위는 통수능을 고려하지 않은, 하천정비계획에 사용되는 홍수위를 적용하고 있으며, 다만 통수능의 확보를 위하여 경간장에 대한 제한을 두고 있을 뿐이다. 중소하천에 위치하는 교량의 경우, 여유고 확보에 대한 기준을 적용함에 있어서 교량이 위치한 하천 단면에서의 통수능의 영향이 고려되어야 유수의 월류에 대한 위험성을 줄일 수 있다. 더욱이 하천설계기준(2005)에서는 고정 홍수량에 의한 여유고 산정치를 제안하고 있을 뿐이기 때문에, 하천설계기준에서 교량과 관련된 여유고도 하상변동과 만곡부에 의한 수위 상승, 유송잡물에 의한 통수능 영향, 계산오차 등을 고려하여 충분한 여유고를 확보하도록 보완할 필요가 있다. 본 연구에서는 부유잡목에 의한 수위상승 원인을 분석을 하고, 이에 따른 수리모형실험을 통하여 부유잡목의 높이/폭(H/B)변화에 의한 수위상승, 부유잡목의 형태별 수위상승, 교각사이 개도비에 따른 수위 상승량을 산정하여 기존의 여유고에 대한 추가적인 여유고를 확보하여 홍수시 통수능을 확보하고자 하였다. 부유잡목의 형태에 따른 수위상승량을 산정하기 위하여 개도비를 70%로 고정한 후, Fr수를 변화시켜 부유잡목의 높이/폭(H/B) 형태에 따라 산정한 결과, 부유잡목이 존재하지 않는 상태에 비하여 부유잡목에 의한 영향으로 인한 수위증가율이 Fr값이 클수록 더욱 크게 나타났으며, 부유잡목이 동일면적인 경우 폭(B)에 비하여 높이(H)가 커질수록 수위 상승이 크게 나타났다. 또한, Fr수 변화에 따른 최고수위 상승율을 구하였을 때, 상류조건에서 Fr < 0.5 인 경우는 기존 여유고에 대하여 최대 10%의 여유고를 추가 확보하며, 0.5 < Fr < 1 인 경우는 기존 여유고에 대하여 최대 20%의 여유고를 추가 확보하도록 설계하는 것이 바람직하다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10a
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• pp.255-256
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• 2007

본 논문에서는 주파수 응달특성의 해석을 통하여 제어기를 설계하는 방법을 제안하였다. 모델의 오차가 없다는 가정 하에 완벽 제어가 가능한 IMC-PID 구조를 사용 한으로 하나의 변수인 제어 조절 인자만으로 제어기를 설계하였다. 이 변수를 선정하는 방법으로는 위상여유와 이득여유를 고려한 방법을 수학적으로 유도하였다. 이는 설계자가 이미 알고 있는 일반적인 유도 식을 이용함으로 설계를 보다 쉽게 할 수 있다. 이를 통하여 원하는 설계사양을 만족 시키도록 하는 IMC-PID제어기의 설계 변수 값들을 수학적으로 제시하고, 그 유용성을 사례 연구와 분석을 통해 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1415-1419
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• 2010

하천의 제방은 홍수 시, 유수를 원활하게 소통시키고, 제내지를 보호하기 위해 하천을 따라 축조한 시설이다. 이러한 제방의 설계에는 제방의 재료에 대한 기준뿐만 아니라 수리/수문학적 요소, 지반공학적 요소, 구조적 요소들이 요구된다. 본 연구에서는 제방의 설계 요소 가운데 수리/수문학적 요소의 하나인 월류에 대한 기준을 검토하였다. 우리나라는 제방의 설계 시, 월류에 대한 안전성 확보를 위해 여유고를 설정하고 있는데, 여유고의 기준은 계획홍수량의 규모에 따라 결정되어 있다. 반면에 미국은 제방 월류에 대한 안전성 평가 지표로서 여유고와 위험도 개념의 조건부 비 초과 확률(conditional nonexceedance probability; CNP)을 사용하고 있다. 조건부 비 초과 확률이란, 주어진 홍수의 정도 아래에서 목표 수위(target stage)가 초과되지 않을 확률이다. 본 연구에서는 국내에서 기 수립된 실제 하천의 제방고와 조건부 비 초과 확률, 여유고가 고려된 미국의 기준을 적용하여 도출된 제방 소요 높이에 근거하여 국내 기준의 적절성을 검토하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04a
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• pp.53-54
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• 2008

플랜트의 모델 없이 주파수 응답만으로 안정도와 여러 성능(이득여유, 위상여유, $H_{\infty}$ 여유)을 만족하는 1차 보상기 설계 이론이 최근에 발표되었다[1]. 그중 안정도를 만족하는 제어기의 셋을 구하는 것의 수치해를 [6]에서 제시하였고, 본 논문에서는 그것을 확장하여 여러 성능을 동시에 만족하는 셋을 구하는 알고리즘을 제시하고 그것을 이용한 MATLAB용 설계 도구를 소개한다.

• 전기의세계
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• v.42 no.4
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• pp.45-52
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• 1993

일반적으로 케이블 계통은 최고허용온도 부근에서 상시운전하는 경우는 거의 없다. 즉, 허용전류 계산시에도 충분한 여유가 있는 가정들을 근거로 계산하므로 허용전류 자체에 충분한 여유가 있을 뿐만 아니라 설계단계에서도 향후 부하의 증가를 고려하여 설계하므로 설계용량 부근에서 상시운전하는 경우는 거의 없다. 동태용량 산정기법은 가상부하에 따른 도체 및 유도의 예측, 열특성 파라메타의 변화에 따른 허용전류의 예측이 가능하며 특히 케이블의 과도특성을 이용하여 단시간의 허용전류를 상당히 증대(외국의 경우 정태용랴의 약2배)시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 정태용량 산정에 의한 설계 여유 및 운전중에 조건의 변화에 따른 허용전류의 여유를 예측 할 수 있는 동태용량 산정법은 케이블 부하조정의 융통성 뿐 만 아니라 케이블계통 사고시에도 적절히 대처할 수 있는 많은 융통성을 제공해 주게 된다. 아울러 동태용량 프로그램이 절연체의 수명손시평가법과 함께 해석된다면 케이블계통의 플렉시빌리티와 효율의 비약적인 증가를 가져올 뿐만 아니라 전체 계통의 신뢰도를 증가시킬 수 있는 장점등으로 인해 복잡한 도시에서 새로운 케이블 경과지 확보가 점점 어려워지는 추세에 따라 앞으로 동태용량 프로그램에 관한 연구개발이 활발해질 것으로 예견된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.54.1-54.1
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• 2010

현재 4대강 사업이 진행중인 금강 상류는 금남보, 금강보, 부여보의 설치 및 하도준설 등 저수량 증대와 기후변화 대비로 홍수방어구조물의 설계빈도를 200년 빈도로 계획하고 있으나, 금강하류에 위치한 금강하구둑의 설계빈도는 100년 빈도로 설계된 실정으로 금강하구둑의 설계빈도의 재설정이 요구된다. 본 연구는 금강하구둑의 홍수위 검토를 위하여 최근 강우사상이 고려된 금강수계하천기본계획 (2009)의 빈도별 홍수량을 HEC-RAS 모형에 적용하여 금강하구둑의 빈도별 홍수위를 검토하였다. 금강하구둑 배수갑문의 빈도별 홍수위 검토결과 100년 빈도 및 200년 빈도에 대하여 기준여유고 1.5m를 만족하지 못하였으며, 기준 여유고 확보대안으로 배수갑문 증설방안과 배수갑문 문비확장방안을 비교 검토한 결과 1.17m의 문비확장을 통하여 기준 여유고 1.5m를 만족하는 것으로 검토되었다. 이로 인해 금강하구둑은 200년 빈도 홍수위에도 안전할 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1835-1839
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• 2006

최근 빈번히 발생하는 국지성 집중호우 등의 기상이변과 도시화로 인한 불투수 면적의 증가는 급격한 유출량의 변화를 가져와 홍수로 인한 피해를 가중시킬 수 있다. 따라서 홍수방어시설인 제방의 경우 발생가능성은 낮지만 확률홍수량에 따른 제방 여유고의 평가도 필요하다. 본 연구에서는 대표적 도시하천인 탄천을 대상으로 하천정비기본계획(2000)에 수립된 계획홍수량과 최근 7년간 실측한 관측 결과로 계산한 확률홍수량을 조건으로 각각의 경우에 따른 한강 합류부(하류단)부터 상류 9 Km까지의 제방 여유고를 국내와 국외의 설계기준으로 비교, 검토하였다. 검토조건으로는 계획홍수량에 대해서는 3가지 경우의 하류단 수위를 경계조건으로 설정하였고 확률홍수량(80년, 100년, 200년 빈도)에 대해서는 각각의 경우에 발생 가능한 하류단 수위를 경계조건으로 설정하였다. 검토결과 탄천의 경우 계획홍수량에 대해서는 대체로 안전측으로 나타났지만 계획빈도 이상의 확률홍수량에 대해서는 국내, 일본의 설계기준에 제시된 여유고보다 상류 일부구간에서 여유고가 부족한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 제방 여유고를 미국(도시하천의 경우 최소 0.91 m)의 경우와 비교하여도 안전측에 속한다고 평가할 수 있다. 하지만 본 검토의 대상인 제방이외의 일부 수공구조물(교량등)에서 여유고가 일부 부족한 것도 확인할 수 있었다. 이에 새로이 하천정비를 실시할 탄천(2006년 예정)의 경우 이러한 부분에 대한 검토 및 보완이 필요할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2013.07a
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• pp.149-151
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• 2013

본 연구의 목적은 휴대용 보병무기체계의 배낭 설계를 위하여 인체공학적인 물자취급 중량을 검토하는데 있다. 제품설계시 인체공학적 설계 가이드라인과 운용현황을 조사분석하여 효율적인 운용성능을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 기존의 설계 가이드라인을 분석한 결과, 병사의 인체사이즈 측면에서는 5%tile의 경우 -091kg으로 여유중량이 부족하지만, 95%tile에서는 34.17kg까지 여유중량이 발생하는 것으로 판단된다. 이러한 연구결과는 물자취급시 편하고, 효율적인 운용성능을 창출하기 위해서 휴대중량과 이동거리에 따라 여유중량을 관리해야 할 것으로 판단된다.

• ICROS
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• v.17 no.1
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• pp.31-38
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• 2011

주파수 영역에서 제어기를 설계하기 위해서는 시스템의 대역폭, 초대 주파수 응답, 저주파에서의 이득, 고주파에서의 이득 감쇄 정도를 고려한다. 또한 나이퀴스트 선도, 보우드 선도 등을 활용하여 폐루프 제어 시스템의 이득여유, 위상 여유를 확보할 수 있도록 한다. 일반적으로 저주파 영역에서는 개루프의 이득이 기준치보다 크도록 하고, 고주파수 영역에서는 기준치보다 작도록 설계를 하며, 폐루프 응답에서 대역폭이 유지되고, 공진피크점의 응답 크기는 1에 비하여 과도하게 크지 않도록 설계를 한다.