• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.184-187
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• 2007

본 논문은 DSP Controller를 적용한 연료전지시스템의 유량제어에 관한 논문이다. 그리고 이 연구에서 사용된 시스템은 1kW급 계통연계 연료전지 시스템이다. 이 연료전지 시스템이 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 시스템에서 요구하는 공기 유량을 정확히 공급하도록 제어하는 것이 본 연구의 목적이다. 이 목적을 이루기 위해 공기 공급 장치에 PID 제어기를 설계하여 적용하였다. PID 제어기의 Gain값은 지글러 니콜스 Tuning 방식으로 정하였다. 이 제어기를 적용하여 실험한 결과, 적용 전 상태와 비교하면 맥동이 30% 저감하였고, 정상상태 오차가 제거되어 온도 변화와 같은 외란과 상관없이 정확한 요구 공기 유량을 공급함을 확인할 수 있었다. 그리고 부하가 변동함에 따라 해당 요구 공기 유량이 바뀔 때 1초 내에 그 요구 공기 유량을 추종하여 스택이 안정적으로 운전될 수 있도록 하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.8-13
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• 2011

본 연구에서는 대형 로켓엔진시스템의 시동 시 안정적인 유량공급을 위한 제어기 설계가 이루어졌다. 펌프, 오리피스, 제어밸브, 파이프, 인젝터 및 재생 냉각채널과 같은 엔진시스템 구성품들에 대한 동특성 모델링을 수행하였고 유량공급 제어가 가능한 밸브의 구동신호를 조절 가능한 PID 제어기를 설계하였다. 시동 시 안정적인 유량공급을 위하여 실험을 통해 얻은 밸브의 적정 개도율을 적용시켰으며, 이를 기준으로 하여 제어밸브의 작동신호를 조절하여 유량비를 제어하였다. 시뮬레이션 한 결과 제어기를 통해 시동 시 정상추력까지 유량공급을 제어 하는 방법이 적절함을 확인하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.8
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• pp.825-829
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• 2011

We performed a dynamic characterization of passive flow-rate regulators, which compensate for inlet pressure variation and maintain a constant flow rate for precise liquid control in microfluidic systems. To measure the flow rate for a short time, much less than the period of the dynamic inlet pressure, we use the particle image velocimetry (PIV) method. DI water containing fluorescent beads with a $0.7-{\mu}m$ diameter was supplied to the flow-rate regulators, and two successive images of the particles were taken by a pulse laser and a fluorescent microscope to measure the flow velocity. For a dynamic inlet pressure of frequency 60 Hz, the flow velocity was constant with an average of 0.194 ${\pm}$ 0.014 m/s as the inlet pressure varied between 20 kPa to 50 kPa. The flow-rate regulators provided a constant flow rate of $5.82{\pm}0.29\;{\mu}l/s$ in the frequency range of the inlet pressure from 1 Hz to 60 Hz.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.10
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• pp.992-997
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• 2010

The Propulsion Control Module(PCM) of Hall-thruster Propulsion System(HPS) for Science and Technology Satellite-3 (STSAT-3) has the flow control accuracy of less than ${\pm}$3% and the pressure control accuracy of less than ${\pm}$5%. The pressure controller adjusts pressure around the set point by using a Proportional Flow Control Valve (PFCV) and a high pressure transducer, while the flow controller regulates the flow rate using PFCV and the anode current telemetry of the Hall Thruster. The controllers are chosen as the Proportional and Integral(PI) type, and the PI gains are tuned based on the Matlab simulations. The result of the PCM test had the flow control accuracy of less than ${\pm}$1.87% and the pressure control accuracy of less than ${\pm}$5%. This paper describes the design, realization, and performance test results of the PCM.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1469-1473
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• 2007

일반적으로 자연하천에서의 유량측정은 현장의 접근성 및 측정자의 작업숙련도 등의 문제로 인하여 측정자료의 신뢰도 저하는 물론, 강우관측이나 수위관측과 같이 연속적으로 유량자료를 확보하기에는 기술적, 경제적으로 매우 어려운 실정이다. 현재 실무에서는 연속적인 유량자료를 확보하기위해 하천수위와 관계로부터 수위-유량관계곡선(Rating Curve)을 작성한 후, 연속적으로 관측된 수위로부터 유량을 환산하여 유량자료를 생산하고 있다. 그러나 우리나라는 년강수량의 2/3가 홍수기인 $6{\sim}9$월 사이에 집중되는 반면, 갈수기인 10월에서 그 다음해인 3월까지는 년강수량의 1/5에 불과함에 따라 하천유황의 계절적 변동성이 심하게 발생하며, 이로 인해 홍수기를 전 후로 지속적인 하상변동이 발생하여 수위-유량관계를 크게 왜곡시키고 있다. 특히 본 연구의 대상유역인 금강수계 상 하류 5개 지점에서는 년유출량의 상대오차가 10%이하인 경우가 11%에 불과하여 왜곡된 수위-유량관계로부터 산정된 유량자료의 신뢰도는 매우 낮은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 기 개발된 유역유출예측시스템(RRFS)의 실제 적용성을 평가하고 확장 보완하기 위해, 하천 본류의 제어지점(Control Point) 및 소유역 출구지점의 유량자료에 대한 신뢰도를 평가함은 물론, RRFS 주요제어지점에 대한 유출특성을 파악하고자 한다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.15 no.3
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• pp.449-455
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• 2011

In this paper, Proposed controller prevent compressor surge and reduce the acceleration time of the fuel flow control system for turbo-jet engine. Turbo-jet engine controller is designed by applying fuzzy PI+D control algorithm and make an inference by applying Mamdani's inference method and the defuzzification using the center of gravity method. Fuzzy inference results are used as the fuel flow control inputs to prevent compressor surge and flame-out for turbo-jet engine and the controller is designed to converge to the desired speed quickly and safely. Using MATLAB to perform computer simulations verified the performance of the proposed controller.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.3 no.1
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• pp.79-83
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• 2004

This study was how to control the mass flow controller in gas supplying system. The flow controller consists of piezoelectric material and sensor with heating wire. It is difficult to obtain accurate model, because MFC was composed of many parts, and the relationship between input and output of controller is nonlinear. The model for control was obtained by time constant and DC gain Based on this model, PID controller was applied to flow controller using DSP board. Also, the results were compared to controller using system identification.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.8
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• pp.535-542
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• 2016

In this study, a model reference adaptive controller is developed to regulate the outlet air flow rate of centrifugal compressor for automotive supercharger. The centrifugal compressor is developed using the analytical based method to predict the transient behavior of operating and the designed model is validated with experimental data to confirm the system accuracy. The model reference adaptive control structure consists of a compressor model and a MRAC(model reference adaptive control) mechanism. The feedback control do not robust with variation of system parameter but the applied adaptive control is robust even if the system parameter is changed. As a result, the MRAC was regulated to reference air flow rate. Also MRAC was found to be more robust control compared with the feedback control even if the system parameter is changed.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2000.10a
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• pp.113-113
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• 2000

LPG 및 석유류는 온도에 따라서 유량의 변화가 LPG의 경우는 ±0.23%/℃, 무연은 ±0.11%/℃, 등유는 ±0.10%/℃, 경유의 경우는 ±0.09%/℃로 특히 LPG의 경우가 그 변화가 심하므로 정확한 충전량을 계량하는 것이 중요하다. 이는 공정거래 확립의 차원에서 공급자와 소비자 입장에서 반드시 요구되는 사항이다. 이를 위해 본 논문에서는 LPG 충전기의 충전제어 및 자동 온도 보정의 알고리즘을 개발하고 이를 프로그래밍한 후 온도센서와 16-bit 마이크로프로세서(intel 80C196)로 자동 온도 보정이 가능한 LPG 충전기의 충전제어 시스템을 설계 및 제작하였다. 설계 제작된 시스템은 프로세서부, I/O 입ㆍ출력부, VFD(vacuum fluorescent display) 디스플레이 구동부로 구성된다. 충전제어 동작은 LPG 유량계의 encoder로부터의 유량(유속)신호와 기차 보정값 및 15℃를 기준으로 한 온도 센서부의 온도 보정값을 입력받아 솔레노이드 밸브를 제어하여 충전을 제어하게 된다. 온도 보정은 80C196 프로세서의 내부 10-bit A/D 변환기를 사용하여 0.5℃ 분해능으로 온도제어를 할 수 있다. VFD 디스플레이는 유량, 금액, 단가가 표시되며 그 값을 누적시켜 일계, 월계를 알 수 있게 하였다. 그 외에 시스템 진단기능 및 컴퓨터통신, POS 통신이 가능하도록 하였다. 제작된 시스템을 LPG 충전기에 실장하여 시험한 결과 목표한 정확도로 유량이 제어됨을 알 수 있었다.