• 제목/요약/키워드: 전기적 비선형성

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Acrobot 제어를 위한 강화학습에서의 연속적인 행위 선택 알고리즘의 개발 (Development of reinforcement learning algorithm with countinuous action selection for acrobot)

  • 서승환;장시영;서일홍
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.2387-2389
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    • 2003
  • Acrobat은 대표석인 비선형, underactuated 시스템이며, acrobot의 제어목적에는 swing-up 제어와 balancing 제어가 있다. 이 두 가지 제어목적을 달성하기 위해 기존에 많은 연구가 진행되었다. 그러나 이 방법들은 두 개의 독립적인 제어기를 acrobot의 상태에 따라 전환하여 사용하는 방법으로서 전환 시점의 선정기준에 대한 어려움과 두 가지 제어목적의 달성을 위한 전체 학습 시간지연의 문제점이 있다. 이를 개선하기 위하여 우리는 acrobot의 두 가지 제어목적을 동시에 해결할 수 있도록 기존에 연구하였던 연속적인 상태공간의 근사화가 가능한 영역기반 Q-학습(Region-based Q-Learning)[11]을 기반으로 한 하나의 제어기로 구현하는 방법을 연구하였다. 제안한 방법을 제작한 acrobot에 적용한 실험을 통하여 그 유용성을 검증하였다.

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CNT Fibers의 전기화학적 특성 및 비효소적 글루코스 검출 성능 고찰 (Investigation on Electrochemical Property of CNT Fibers and its Non-enzymatic Sensing Performance for Glucose Detection)

  • 송민정
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권2호
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    • pp.159-164
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    • 2021
  • 부착형(attachable) 타입의 웨어러블 디바이스 적용을 위한 패브릭(fabric)이나 텍스처(textiles) 타입의 고성능 전극 소재 개발에 대한 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 유연 전극 소재로 탄소나노튜브 섬유(CNT fibers)를 응용하고자, CNT fibers의 전기화학적 특성과 이를 적용한 비효소적 글루코스 센싱 성능을 확인하였다. CNT fibers의 표면 구조는 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능 분석은 시간대전류법와 순환전압 전류법, 전기화학 임피던스 분석법을 이용하여 수행되었다. CNT fibers 전극은 낮은 capacitive current와 산화-환원 화학종과 전극 계면 간의 효율적인 direct electron transfer에 의한 우수한 electrochemical activity 등 향상된 전기화학적 특성으로 인해 높은 감도와 넓은 선형 농도 범위, 그리고 낮은 검출 한계 등 우수한 센싱 특성을 보였다. 따라서, 본 연구는 CNT fibers 기반의 고성능 유연 전극 소재 개발을 위한 기초 연구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

보일러-터빈 설비에 대한 기준모델 추종 퍼지 제어시스템의 설계 (A Design of Reference Model Following Fuzzy Control System for Boiler-Turbine Equipment)

  • 정호성;황창선;황현준
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권4호
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    • pp.82-91
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    • 1997
  • I보일러-터빈 설비는 화력발전소의 주전원설비 내지 자가발전설비로서 보일러는 연료를 연소시켜 그 열을 수관내의 물에 전달하여 필요한 증기를 얻는 설비이고, 터빈은 보일러에서 보내온 고온, 고압의 증기를 팽창시켜 기계적 에너지로 변환하여 그 에너지로 발전기를 회전하여 전기를 얻는 장치이다. 보일러-터빈 설비는 전기적 출력과 드럼내의 증기압 및 수위를 적절히 조절함으로써 발전소의 안정된 운전을 도모하고 발전용 연료의 절감 및 이를 통한 공해 저감을 이루어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 이런 보일러-터빈 설비에 대한 제어시스템을 설계하는 한 방법으로서 기준모델 추종형 퍼지 시스템을 제안한다. 보일러-터빈 설비는 다변수 비선형 시스템으로서 일반적인 제어시스템 구성이 힘들지만, 오버슈트가 없으며 속응성이 좋은 기준모델을 선정하고 이 기준모델을 추종하도록 하는데 일반적인 1입력-1출력 퍼지제어기만을 적용하여도 기준신호에 대한 추종성 및 외란제거 능력 그리고 모델링 오차에 대한 강인성까지 나타내는 제어시스템의 설계가 가능하게 되었다. 따라서 전원설비로서의 보일러-터빈 설비에 대한 효율적인 제어시스템 설계방법으로 활용될 수 있을 것이다.

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플라이휠 에너지 저장장치를 이용한 전력계통의 안정도 향상 (Enhancement of Power System Stability using Flywheel Energy Storage System)

  • 이정필;한상철;한영희
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.79.2-79.2
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    • 2011
  • 플라이 휠 에너지 저장장치(Flywheel Energy Storage System: FESS)는 전기 에너지를 회전 운동 에너지로 저장하였다가 필요시 회전 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 재사용 가능한 에너지 저장장치 이다. 최근 전력 변환 기술의 발전으로 인하여 플라이휠 에너지 저장 장치의 에너지 입출력 속도가 빨라지고 대용량의 에너지를 저장할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 이러한 플라이휠 에너지 저장 장치의 전력 입출력 특성을 이용하여 전력 시스템에서 발생하는 저주파 진동(Low frequency oscillation)을 억제하는 방안을 제시 하여 안정도를 향상 시키고자 하였다. 전력 시스템은 발전조건, 전송조건, 부하조건에 따라 동작 조건이 지속적으로 변하고 있다. 이러한 동작 환경 변화는 전력 시스템에 대한 수학적인 표현과 실제 전력계통간의 차이가 발생하기 때문에 정확한 제어 목적을 달성하기가 힘들다. 따라서 본 논문에서는 제어기 설계 단계에서 전력 계통의 불확실성을 고려할 수 있는 $H_{\infty}$ 제어 기법을 이용하여 플라이휠 에너지 저장장치를 위한 강인 제어기를 설계 하였다. 제안한 플라이휠 에너지 저장장치의 강인 제어기의 유용성을 입증하기 위하여 1기 무한대 모선에 적용한 결과를 비선형 시뮬레이션을 통하여 다양한 외란이 발생한 경우에 외란 억제 성능과 강인성에 대하여 고찰 하였으며, 제안한 방식이 기존의 전력계통 안정화 장치(Power system stabilizer: PSS) 보다 효율적이며 전력계통의 안정도 향상에 크게 기여함을 보이고자 하였다.

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고속 월쉬 변환을 이용한 이동 유체간 열교환 상태 해석에 관한 연구 (A Study on State Analysis of Heat Exchange between Counter-Flow Fluid via Fast Walsh Transform)

  • 김태훈;이승
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.73-81
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    • 2001
  • 분포정수계는 시스템이 두 개 이상의 독립변수로 표현되면서 또한 각 변수에 대한 미분을 포함하는 편미분 방정식으로 표현되므로, 분포정수계에 직접적인 최적제어 논리를 도입하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서 제시하고자하는 새로운 알고리즘은 월쉬 함수 고유특성을 그대로 유지할 수 있는 유한급수전개방법을 이용함과 동시에 계산의 편리성을 위하여 고속 월쉬 변환을 사용하는 것으로서, 본 연구 방법을 사용하면 역행렬 연산이 필요 없게 되므로 기존의 방법에 의해 처리하기 힘든 분포정수계, 선형시변계, 비선형계의 해석 및 제어문제어도 쉽게 적용할 수 있다.

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금속산화 박막 전기소자의 전기적 특성 연구 (A Study on the Electrical Properties of Transition Metal Oxides Thin Film Device)

  • 최성재
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.9-14
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    • 2011
  • $AlO_x$ 박막 소자를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다. 소자는 Electrode를 Top-bottom구조로 제작하였으며 스위칭 특성을 연구하기 위해 전극간의 $AlO_x$ 박막의 전도특성이 측정되었다. 박막소자의 저항변화는 전압을 선형적으로 인가하여 측정하였다. 제작된 소자는 MIM구조로써 외부에서 인가하는 전기적 신호에 의하여 전기전도도가 큰 On-state와 전기전도도가 낮은 Off-state로 바뀌는 특성을 나타내었다. 본 연구에 사용된 $AlO_x$ 박막은 초기 저항 상태가 저저항 On 상태였으며, 전압을 인가함에 따라 저저항 On 상태와 고저항 Off 상태의 가역적 저항 변화 특성을 나타내었다. 본 연구를 통하여 $AlO_x$ 박막소자는 차세대 비휘발성 메모리로는 물론 다른 전기적 응용도 기대되는 물질임을 확인하게 되었다.

일정 전위 모드에서의 전기와류 불안정성에 대한 시간-분해 해석 (Time-resolved Analysis for Electroconvective Instability under Potentiostatic Mode)

  • 이효민
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권2호
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    • pp.319-324
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    • 2020
  • 전기와류 불안정성은 전기투석 장치, 갈바니 전지, 전해 전지 등의 이온-선택성 이동 현상계에서 발견되는 비선형 이동 현상이다. 이 불안정성은 이온-선택성 표면 근처 공간 전하층의 요동에 의해 발생하며, 불안정성의 발현은 물질 전달 속도를 증가시켜 준다. 따라서 전기와류 불안정성은 물질 전달 측면에서 중요한 의미를 가진다. 최근의 실험적 기법들이 불안정성의 직접적 가시화를 가능하게 해주었으나, 실험적 한계점에 의해 불안정성의 원론적 연구는 제한된 영역에서만 이루어지고 있다. 본 연구에서는 일정 전위 모드에서의 전기와류 불안정성에 대한 수치 해석을 진행하여 전류-시간 곡선과 불안정성의 거동 간의 상관관계를 밝히고자 하였다. 시간-분해 해석을 통하여, 불안정성의 발달 거동을 SCL 형성 - 전기와류 불안정성의 성장 - 정상 상태 도달로 구분 지었다. 더불어, 인가 전위에 따른 전이 시간들의 크기 법칙 또한 수치적으로 유도하였다.

체내 심전도 데이터의 신경학적 분석 및 다형성 판별을 통한 심실세동 예측에 관한 연구 및 시뮬레이터 구현 (A Study on Ventricular Fibrillation Prediction through neurologic and multi-morphic analyze of intra-cardiac database and Implementation of Simulator)

  • 신광수;김진권;박현철;이충근;이명호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.489-490
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    • 2008
  • 본 고에서는 체내 심실신호를 농하여 신경학적 분석 및 다형성의 측면에서 심실세동이 일어나는 것을 예측하는 분석 알고리즘을 설계하였다. 신경학적 측면에서는 시계열 신호의 Peak to Peak Interval을 예측법과 0.15Hz를 기준으로 HRV 신호의 AR Burg 모델링을 통하여 고주파성과 저주파성을 나누어 교감신경과 부교감신경의 활동성 통한 신경학적 예측법을 제시하였으며 또한 체내 심실신호의 비선형적 특성을 고려한 Fractal Dimension을 생성시킴으로서 주기성의 특성과 다형성 통한 예측법을 제시하였다. 체내 심전도를 기반으로 Simulation 하였으며 각 분석별 조합을 통하여 최적의 예측 구조를 찾고자 하였다. 의학적 의미가 있는 민감도와 특이도를 판별하였으며 예측을 위한 수행시간을 실험하였다. 이를 통하여 자율신경 활성도와 다형성 판별을 조합한 방법이 심실세동 예측을 위한 민감도의 측면에서 가장 우수함을 나타내었고 시뮬레이션을 위만 시뮬레이터(Simulator) UI(User Interface)를 제시하였다.

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펄스 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의한 ZnO:Al 박막 증착시 펄스 주파수의 영향 (Effect of Pulse Frequency on the Properties of ZnO:Al Thin Films Prepared by Pulsed DC Magnetron Sputtering)

  • 고형덕;이충선;태원필;서수정;김용성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.476-480
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    • 2004
  • 펄스 do 마그네트론 스퍼터링법에 의해 유리 기판 위에 AZO(Al-doped ZnO) 박막을 제조하여 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 본 연구를 위해 l.0 at% Al이 도핑 된 ZnO세라믹 타켓을 사용하였다. XRD 분석을 통하여 30KHz의 펄스 주파수가 인가되었을 때 c축 배향성이 가장 우수하게 나타났고, 표면 형상 분석을 통하여 매우 치밀한 박막이 성장되었음을 알 수 있었다. 증착율은 펄스 주파수가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였고, 30KHz의 펼스 주파수가 인가되었을 때 비저항은 8.67${\times}$$10^{-4}$ $\Omega$-cm의 가장 낮은 비저항을 나타내었으며, UV-vis. 투과율 측정결과, 평균 85% 이상의 높은 투과도를 나타내었다. 이러한 낮은 비저항 및 높은 광 투과도로 볼 때 AZO 박막은 투명 전도성 산화물 박막으로의 응용 가능성을 나타내었다.

전기 임피던스 단층촬영법에서 다층 신경회로망을 이용한 표적의 위치와 크기 추정 (The Estimation of the Target Position and Size Using Multi-layer Neural Network in Electrical Impedance Tomography)

  • 김지훈;김찬용;조태현;이인수
    • 한국정보기술학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.35-41
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    • 2018
  • 전기 임피던스 단층촬영법 (EIT, electrical impedance tomography)은 비파괴검사의 일종으로 관심영역 외부에 설치된 전극에서 측정된 전압으로부터 내부의 저항률분포를 얻는 기술이다. 그러나 EIT에서 영상복원은 타고난 비선형성 (non-linearity)과 부정치성 (ill-posedness) 때문에 만족할만한 복원결과를 얻기 어렵다. 일반적으로 신경회로망은 비선형 시스템의 입력 및 출력 관계를 효율적으로 모델링 할 수 있다. 이 논문은 다층 신경회로망을 이용하여 원형인 표적의 위치(중심좌표)와 크기(반지름)를 추정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 성능을 알아보기 위해, 신경회로망을 학습시키고 다양한 컴퓨터 모의실험을 수행하였고 결과로부터 제안한 방법의 만족할만한 추정성능을 확인할 수 있었다.