본 연구에서는 동적인 비선형계의 범위를 상미분방정식으로 표현되지 않는 계를 총칭하는 것으로 보고, 이들 계의 거동에서 비선형성을 탐색할 수 있는 실용적인 측면에서의 방법을 제어하였다. 이 방법은, 관심 주파수 범위내에 서의 정현파 입력을 계에 가하고 출력에서의 정현파 여부를 판단하여 비선 형성을 평가하고 있다. 따라서 주어진 계가 어느 주파수에서 또, 어느정도의 진폭에 이르면 비선형 거동이 뚜렷해지는 지를 나타낼 수 있다. 실제로 동적 인 비선형계는 자체의 특성에 의해 같은 진폭의 입력을 가하더라도 주파수 에 따라 출력의 진폭이 달라지므로 각 주파수에 따라 비선형여부를 평가하 는 것이 바람직하다.
본 논문에서는, 위성 중계기 Engineering Model(EM)급 Ka 대역 입력 Demultiplexer (IMUX)의 진폭 및 군지연 등화된 채널 협대역 여파기의 개발/결과가 제시된다. 여파기는 큰 선택성(selectivity)과 작은 대역내 손실로써 동작하기 위해, 8차의 타원적분형 응답특성의 이중모드 결합구조의 특성을 가진다. 그리고 여파기 출력이 가지는 급한 변화의 군지연과 대역내 진폭은 2극(Pole) 등화기에 의해 평탄하게 된다. 튜닝 및 측정 결과는 요구규격사항을 잘 만족함을 보여준다.
본 논문에서는 안정된 진동을 얻기 위한 자동 이득 제어(AGC) 루프를 이용하여 자가 유지 특성을 갖는 공진형 가속도계를 설계하였다. 제안된 가속도계의 기본 원리는 가속도 입력시, 가변 진동의 진폭을 일정하게 유지시키는 방법을 이용한다. 시스템 모델링과 진동의 포락선을 고려한 루프 설계 및 변환를 통하여 다양한 가속도 입력 하에서 진동 신호의 진폭을 일정하게 유지하도록 제어기를 설계하였고, 시뮬레이션 결과를 통해 실현가능성을 확인하였다. 따라서 고안된 공진 가속도계는 산업과 민간 응용 분야에 있어서 제어용 등급의 관성 측정 시스템에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.
연소불안정 현상은 연소기 내에서 발생되는 열해리와 음압간의 상호 커플링에 의해 발생된다. 이 때, 음압은 인젝터에서 분무되는 추진제 유량에 섭동을 발생시키고, 섭동된 유량은 다시 연소에 영향을 주 게 된다. 따라서, 연소에 큰 영향을 미치는 인젝터를 이용하여 연소불안정 현상을 제어하기 위한 인젝터 동특성 연구가 1970년대부터 러시아에서 시작되었다. 인젝터의 동특성 연구를 위해 인위적인 압력 섭동을 주기 위한 장치를 제작하였고, 인젝터 출구에서 발생되는 유량 섭동을 측정하기 위한 기법을 개발하였다. 압력섭동 발생장치와 유량섭동 측정방법을 이용하여 압력섭동에 의해 단일 스월 인젝터 출구에서 발생되는 유량 및 압력, 액막두께, 축방향 속도 등의 섭동 값을 실시간으로 획득하였고, 이를 통해 각 변수들의 위상-진폭 특성을 파악하였다.
일반적으로 3상 PWM AC/DC 컨버터는 정상상태에서의 효과적인 오차제거 및 빠른 과도응답 특성을 얻기 위해 동기좌표계상으로 모델링하여 제어한다. 그러나 이와 같은 제어기는 입력전압이 평형일 경우를 전제조건으로 하므로, 입력전압이 불평형일 경우 입력전류와 직류링크 전압에 2차 고조파 성분이 나타나게 된다. 본 논문에서는 불평형 입력전압 하에서 컨버터 시스템의 입력전류와 직류링크 전압에 발생하는 2차 고조파 성분을 최소화하기 위한 새로운 제어기법을 제안하였다. 입력측 역기전력 성분으로 간주할 수 있는 동기좌표계상의 전압을 입력전압의 상태에 따라 변동하였으며, 전류지령치를 무효전력과 2차 고조파 유효전력을 선택적으로 제거하도록 선정하였다. 입력전압의 분석은 동기좌표계상에서 수행되어지며, 각 상의 위상과 진폭의 검출이 불필요하다. 제안한 제어기법은 매우 간단하며 불평형 입력전압 상태에서 입출력 시스템의 고조파 왜란을 효과적으로 제어할 수 있다.
본 논문에서는 랜덤 디더링을 이용한 링레이저 자이로 주파수 잠김 깨짐 특성을 수치적 실험을 통해 분석한 결과를 나타내었다. 디더링 진폭잡음 크기에 따른 링레이저 자이로 주파수 잠김 특성 변화 관찰을 통해 주파수 잠김 깨짐을 유발하는 최소 진폭 잡음 크기를 분석할 수 있었다. 해당 결과는 평균 디더링 진폭에 상응하는 동적 주파수 잠김 크기 및 회전 각속도 입력에 대응하여 사냑 효과에 의해 발생하는 주파수 사이의 상대적인 차이와 밀접한 관련이 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 입력 신호의 진폭과 위상을 미세 조정할 수 있는 새로운 IQ 변조기를 제안하였다. 제안된 IQ 변조기는 저위상 편차 감쇠기, 분배기, 그리고 결합기로 구성되어 있다. 기존 감쇠기의 위상 편차 특성을 극복하기 위한 새로운 위상 보상 기술을 사용하였고, 이를 수식적으로 분석하였다. 제안하는 IQ 변조기를 통하여 완전한 $360^{\circ}$의 위상 조정과 동시에 입력 신호의 큰 진폭 조정이 가능하며, 극좌표계의 중심점을 지나는 선형적인 IQ신호 배열을 구현하였다.
폴리비닐리덴플루오라이드 바이모프 외팔보(poly(vinylidene fluoride) bimorph cantilever beam)의 진동을 기술하는 수학적 모형을 세우고 실험으로 그모형의 타당성을 고 찰하였다. 여러 전압의 교류전류에 대해 여러 길이의 외팔보의 주파수응답을 측정하였고 여 러 전압의 직류전류에 대해 여러 길이의 외팔보의 처짐을 측정하였다. 실험으로부터 이 외 팔보의 진동은 점성감쇠보다는 구조감쇠로 기술하는 것이 더 타덩하고 외팔보가 전기장에 대해 damping factor가 일정해야 하나 각각의 normal mode에 대해 다른 damping factor로 수정하여 계산한이론치가 실험과 더 일치하였다. 공명주파수의 공명진폭을 예측할수 있고 넓은 입력주파수 영역에 대한 외팔보의 응답을 기술 할수 있으며 진동하는 외팔보는 모든위 치에서의 진폭을 기술할수 있다는 점에서 여기서의 모형은 Toda와 Smits의 모형들보다 우 수하다고 볼수 있다.
HD ProjectionTV에서 CRT의 전자총 및 투영되는 스크린 상에서의 빔 프로파일에 의한 화질의 열화를 개선시키기 위한 방법으로는 영상신호의 진폭 변화량에 따라 수평 편향 속도를 선형적으로 변조시키는 SVM(Scan Velocity Modulation)방식이 있다. 그런데, 선형 SVM방식에서의 화질 개선은 입력 영상신호의 진폭변화에 대해 균일하지 않다. 본 논문에서는 HD Projection TV에서의 빔 프로파일의 특성을 분석하여 모델링하고, 고역의 HD 신호가 입력될 때 SVM효과를 모의실험을 통해 해석하였다. 그리고, 이를 근거로 영상신호에 따라 SVM량을 비선형적으로 조절하는 비선형 SVM방식이 HD Projection TV에서도 필요함을 이론적으로 제시하였다. 이를 바탕으로 SVM 회로를 직접 하드웨어로 제작하여 실제 TV에 장착하여 실험하였다. 실험 결과 영상 신호의 진폭이 작은 영역과 큰 영역의 경계부분에서 발생하는 화질의 열화를 거의 일정하게 개선시킬 수 있음을 확인 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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