수문조사시설 중 하나인 영점표고검정수준점은 장기간의 시간 경과에 따른 하천 수문관측 환경변화로 망실 및 침하 등으로 인한 신뢰도가 저하되고 있는 것이 현실이다. 수위표 영점표고는 일반적으로 하상부터 자유수면의 높이까지를 일컫는 수위에 대한 기준 높이가 되는 값으로 영점표고의 변동은 수위의 변동을 초래하기 때문에 관측된 수위의 시계열 연속성을 확보하기 위해서는 영점표고검정수준점의 신뢰도가 대단히 중요하다. 따라서 본 연구에서는 수문자료에 직접적인 품질에 영향을 줄 수 있는 영점표고검정수준점에 대하여 체계적이고 전문적인 공공측량을 실시하였으며, 왕복수준측량 과정에서 발생할 수 있는 오류 및 오차를 검증하기 위해 RTK-GPS 측량을 병행 실시하였다. RTK-GPS 측량을 실시하기 전 낙동강권역내의 국립지리정보원에서 관리하고 있는 통합기준점을 대상으로 삼각망 구축을 실시하였다. RTK-GPS 측량의 결과를 토대로 직접수준측량과의 비교 검토를 실시하였으며, 두 측량성과간의 차이가 0.2m 이상을 경우에는 재 측량을 실시하여 발생될 수 있는 오류를 최소화 하였다. 또한 수준측량과 RTK-GPS 측량으로 확정된 영점표고검정수준점의 표고값을 이용하여 수위표 영점표고의 적정성을 검토하고자 하는 해발수위 비교를 실시하였다. 비교방법은 비교적 수면경사가 크게 나타나지 않는 지점을 선택하여 적정성을 검토하였으며, 기존 영점표고검정수준점보다 개선되는 효과를 얻을 수 있었다.
EDM 기계는 1950년대 최초로 소개된 이후 전자 및 광학기술의 발전에 힘입어 소형화, 고정밀화 됨으로써 현재에는 측량뿐만 아니라 정밀 과학 계측 분야에서까지 널리 활용되고 있다. EDM 기계에 대한 원리의 이해 및 표준화된 관측 방법에 대한 이해와 더불어 정밀도에 대한 이해는 측정 결과의 신뢰성 향상 및 산업측량, 시공측량 등의 활용 분야에 있어서 2차적인 생산물의 품질 향상을 위해서 매우 중요하다 할 수 있다. 이러한 EDM 기계의 정밀도 유지를 위해서 규칙적이고 주기적인 점검이 이루어져야 하며, 단순하면서도 정밀한 점검 방법이 요구된다. 본 논문에서는 기선거리 관측 데이터로부터 최소자승법을 이용하여 간단하게 EDM 기계의 보정계수인 영점오차와 축척오차를 동시에 결정하는 방법을 제시하였고 산정된 보정계수를 이용하여 EDM 기계의 정밀도에 따른 검교정을 위한 검정 방법을 제시하였다.
MEMS 기반의 자이로 센서는 회전 각도를 추출하는 과정에서 잡음성분에 의한 누적오차(drift) 및 영점(zero angle) 이탈현상이 발생한다. 본 연구에서는 이러한 누적오차를 제거하기 위한 DCF(Drift Compensatio Filter) 알고리즘과 각도 추출 시영점 이탈 방지를 위한 BACF(Boot Angle Compensation Filter) 알고리즘을 제안한다. DCF 알고리즘은 자이로 센서의 출력값에서 오프셋 및 잡음성분을 제거하여 순수 이동량을 얻을 수 있도록 설계한다. BACF 알고리즘은 자이로 센서로부터 출력되는 오프셋(Offset)에 포함된 잡음 성분을 재귀 평균법으로 계산하여 평균 오프셋을 구한다. 실험환경은 2축 자이로 센서 및 모바일 OIS 카메라가 탑재된 컨트롤 보드를 이용하여 5Hz의 ${\pm}0.5^{\circ}$의 진동에 대하여 BACF 및 DCF 알고리즘을 적용한 결과 누적 오차가 발생하지 않았으며, 영점 각도 추종이 정확히 이루어지는 결과를 확인하였다.
교류 전압의 위상을 검출하여 제어하는 시스템의 경우 아날로그 제어방식에서는 검출한 위상에 대해 필터링에 의한 위상 offset 부분을 보상하여 제어에 응용하고 있다. 그러나, 디지털 제어방식에서는 이러한 위상 검출을 이용하여 제어할 경우 마이크로프로세서 혹은 마이크로 컨트롤러의 동작 주파수와 입력 위상 시간과의 오차로 인하여 정밀한 제어를 이룰 수가 없다. 일반적으로 사용하는 방식이 일정한 시간이 되면 누적된 오차를 임의로 보상하여 맞추어주는 방식인데 이러한 경우 보상하기 전까지는 오차를 지속적으로 가지고 갈 수밖에 없는 상황이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 실시간으로 영점을 검출하여 마이크로프로세서의 동작 주파수에 맞도록 보상하는 방법이 필요하게 된다. 따라서 이러한 오차를 줄이면서 정밀한 디지털 제어에 응용하기 위해 본 논문에서 수행하고자 하는 연구는 다음과 같다. 1) 시뮬레이션 모델링을 통해 Zero Crossing Detection 알고리즘을 구현하여 영점을 검출을 통하여 동작 주파수에 맞도록 보상하는 방법에 관해 연구. 2) Microcontroller를 이용한 Zero Crossing Detection 설계를 통하여 실시간으로 영점을 검출하여 마이크로프로세서의 동작 주파수에 맞도록 보상하는 방법에 관해 연구. 3) Zero Crossing Detection 회로를 활용하여 BLDC 전동기의 회전자 위치 추정 연구.
본 글에서는 소형 압축기 셸과 같은 비교적 복잡한 기계 구조물의 간접적 입력 측정에 대한 결과 및 직접 측정과의 비교를 기술하였고 다수 응답의 동시 측정에 따른 문제점을 해결코자 기준점을 이용한 전달함수의 측정 방법을 제시 하였다. 하부 빈 셸에 대한 실험 결과, 압축기의 셸과 같은 비교적 복잡한 구조물에 대해서도 간접 입력 측정을 상당한 신뢰성을 갖고 시도할 수 있으며 특히 공진점이나 영점 부근에서의 추정 오차는 측정점의 갯수를 증대시킴으로써 크게 개선 시킬수 있음을 보여주었다.
In this paper, a self-tuning controller design is proposed by using pole-zero placement method and considering a system time delay. To got better tracking for the generalized self-tuning controller, pole placement method for the closed loop system and zero placement method for the error transfer function are Introduced. The proposed method shows better efficiency than pole placement method for minimizing tracking error. Simulation gives good results in tie reference signal tracking.
무선채널에서는 다중경로성분으로 인하여 간섭성분이 존재한다. 이러한 간섭성분을 제거하는 적응 배열 안테나는 간섭신호에 대해서는 영점을 형성하고 표적신호에 대해서는 이득을 최대화시킨다. 표적신호와 상관도가 있는 코히런트 간섭신호가 입사된다면 배열출력에서 표적신호까지 제거시키는 문제점이 있다. 그리고, 적응배열안테나는 지향오차에 민감한 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 코히런트간섭에 대한지향오차를 해결하기 위한 기존 알고리즘을 각각 소개하고 그 문제점을 분석하여 자유도의 손실을 최소화면서 코히런트 간섭과 지향오차를 감소시키는 빔 형성 기법을 제안하였다.
적응 배열 안테나 시스템은 간섭신호 방향으로 영점을 형성하여 표적신호를 추정한다. 그러나 적응 배열 안테나 시스템에 상관성 간섭신호가 입사된다면 표적신호를 간섭신호로 간주하여 시스템의 성능이 급격히 감소되고, 지향 오차에 민감하여 주빔이 표적신호의 입사방향을 지향하지 못한다. 본 논문에서는 고차제한조건과 지향오차수정방법을 결합하여 빔형성 알고리즘을 제안하였다. 그리고 제안한 알고리즘으로 자유도 손실을 최소화하고 간섭신호와 지향오차를 감소시켰다. 모의실험을 이용하여 제안 알고리즘과 기존 알고리즘의 성능을 비교 분석하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 신호 입사각을 정확히 추정하지만 기존의 알고리즘은 약 $0.8^{\circ}$의 오차가 발생하였다.
유도전동기의 속도제어시 속도의 지연이나 과도한 오버슈트가 발생하는 문제점을 해결하고 급제동 혹은 제동시 입력 속도와 출력 속도의 오차를 줄이기 위해서 LQ-PID제어기를 제안한다. LQ제어기는 극점들을 상태궤환에 의해 오버슈트와 정착시간등과 같은 설계사양을 만족하는 위치에 배치하는 방법이다. 그러나 폐루프 전달함수에 영점이 존재할때는 설계사양 오버슈트에 영향을 주므로 s-평면에서 기존의 LQ설계 방법으로는 이를 만족시킬 수 없다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 LQ제어기 설계시 폐루프 전달함수의 영점이 오버슈트에 미치는 영향을 제거할 수 있는 해석적인 방안을 포함하는 새로운 LQ-PID제어기 설계 방법을 제안하고자 한다.
전리계의 성능은 방사선 선량측정의 정확도와 정밀도에 직접적으로 영향을 준다. 본 연구에서는 전리계의 성능을 유지하기 위한 정도관리의 항목들을 제시하고 구체적인 성능검사를 시행하고자 한다. 선정된 성능평가 항목들은 적절한 인가전압, 예열 및 고전압 후의 평형시간, 누설에 의한 상쇄 전류, 방사선 측정 전후의 영점이동 (배경전류), 장시간 안정성, 선형성, 외부조건의 영향 등이었다. 전리계에 연결된 자루가 단단한 전리함과 방사선원으로 스트론티움-90이 내장된 검사기가 성능검사용으로 이용되었다. 인가전압의 측정은 전리함의 입력단자에서 직접 측정하였고 평형시간의 측정은 전리계에 전원을 연결한 후와 인가전압을 바꾼 후 검사기에 연결된 전리함의 반응이 안정을 가져오는 시간으로 측정하였다. 누설은 전리계가 안정된 후 방사선을 조사하지 않은 상태에서 전리계의 측정값이 영점에서 이동하는 것으로 나타냈으며 배경전류는 안정된 전리계의 영점을 조정하고 전리계에 연결된 검사기에서 전리함을 10분 조사한 후 영점의 변화로 나타냈다. 장시간의 안정성 3개월에 걸쳐 측정되었으며 이때 검사기의 측정값을 온도-기압에 대한 보정을 한 후 그 값을 비교하였다. 선형성은 전리계에 연결된 전리함을 n번 연속하여 조사하여 그 전체의 측정값과 초기값을 n번 곱한 값을 비교하였다. 외부조건의 영향은 인위적으로 외부온도를 17-34 $^{\circ}C$ 로 변화시켜서 환경변화에 의한 전리계의 영점이동으로 나타냈다. 인가전압의 측정에서 명목상의 인가전압 300, 500V에 대한 측정값은 각각 2.5%와 5.8% 작게 나타났다. 전원을 연결한 후 전리계가 실제로 평형에 도달하는 시간은 20분으로 이는 전리계의 안정성 표시기보다 9분 지연되었으며 인가전압을 바꾼 경우에는 1분 이내에 평형에 도달하였다. 전리계의 누설의 측정에서 영점의 이동은 0.002(스케일)/15분이었고 10분 조사 후 영점의 이동은 발견되지 않았다. 전리계는 3개월 동안 99.4%의 안정성을 유지하였다. 스케일 영역 0.000-9.991 에서 전리계의 선형성에서의 이탈은 0.9% 이었다. 온도 범위 17 - 34 $^{\circ}C$ 에서 전리계의 영점이동은 0.2% 이내였다. 본 연구에서는 임상에서 사용하고 있는 전리계에 대한 성능을 평가하는 항목을 제시하고 이를 전리계의 정도관리에 이용하도록 하였다. 이러한 프로그램의 운용을 통하여 전리계에 의한 오차를 줄임으로써 방사선측정에서의 정확도와 정밀도를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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