• 제목/요약/키워드: 전력 소모 절감

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UGV에서 효율적인 노면 모니터링을 위한 퓨전 센서 시스템 (A Fusion Sensor System for Efficient Road Surface Monitorinq on UGV)

  • 유성환;김서연;신지우;김태식;정진만
    • 스마트미디어저널
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    • 제13권3호
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    • pp.18-26
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    • 2024
  • 노면 모니터링은 노면의 함몰 정도 및 크랙 감지와 같은 위험 요소 관리를 통해 도로 환경의 안전성을 유지하는 필수적인 과정이다. 고성능 2D 레이저 센서를 탑재한 자율주행 기반 UGV를 활용한 정밀 측정이 가능하지만, 고성능 센서의 에너지 소모량 증가로 인해 배터리 용량에 대한 한계가 있다. 본 논문에서는 UGV에서 효율적인 노면 모니터링을 위한 퓨전 센서 시스템을 제안한다. 제안된 퓨전 센서 시스템은 카메라를 통한 칼라 정보와 선레이저 센서를 통한 깊이 정보를 결합하여 노면 모니터링의 정밀한 변위 탐지를 가능하게 한다. 또한 카메라 센서를 이용해 모니터링 대상의 탐지 여부에 따라 선레이저 센서 스캔 주파수를 동적으로 제어하는 동적 샘플링 알고리즘을 적용함으로써 불필요한 에너지 소모를 절감한다. 제안된 퓨전 센서 시스템에서의 평균 소비전력 모델을 제시하고 다양한 미션 환경의 크랙 분포 및 센서 특성을 고려하여 에너지 효율성을 분석한다. 성능 분석 결과, 선레이저 센서의 Active 상태 소비 전력이 Saving 상태의 2배이고, λ=10, µ=10인 환경에서 고정 샘플링 기법에 비해 전력 소비 효율이 13.3% 향상됨을 확인하였다.

보라매 전투기 전자광학타겟팅 장비 탑재형태의 분석 평가 (An Evaluating Analysis of Installing Type of EOTS for The Boramae Fighter)

  • 강치행;오승현;강희창;천호정;이범석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.910-915
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    • 2012
  • 본 논문에서는 탐색개발중인 전투기에 탑재할 EOTS의 운용유지 소요기술 개발비용에 대한 기술적 특성을 평가 분석하여 탑재방식을 연구하였다. 15개 항의 운용성 측면의 평가 결과, 내장형은 스텔스 기능의 장점이 있으며, 외장형은 장 탈착성, 접근성, 현 운용 항공기와의 호환 활용성 및 무장 교체 가능성 등의 장점이 있다고 평가되었다. 17개 항의 기술 및 개발 비용 평가 결과, 소형 경량화 및 소모 전력에서는 내장형 탑재 방식이 유리하지만, 국내 기술의 적용에 의한 비용 절감과 성능 달성을 위한 기술 안정성 측면에서는 외장형 탑재방식이 우수하다고 평가되었다.

멀티코어 플랫폼에서 에너지 효율적 EDZL 실시간 스케줄링 (Energy-aware EDZL Real-Time Scheduling on Multicore Platforms)

  • 한상철
    • 정보과학회 논문지
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    • 제43권3호
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    • pp.296-303
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    • 2016
  • 시스템 자원과 가용한 전력량이 한정적인 모바일 실시간 시스템은 시간제약의 만족뿐만 아니라 시스템 부하가 높을 때는 시스템 자원을 최대한 활용하고 시스템 부하가 낮을 때는 에너지 소모량을 줄일 수 있어야 한다. 멀티프로세서 실시간 스케줄링 알고리즘인 EDZL(Earliest Deadline until Zero Laxity)은 높은 시스템 이용률을 가지고 있으나 에너지 절감기법에 대한 연구가 매우 적다. 본 논문은 멀티코어 플랫폼에서 EDZL 스케줄링의 동적 전압조절(DVFS) 기법을 다룬다. 본 논문은 full-chip DVFS 플랫폼을 위한 동일속도와 per-core DVFS 플랫폼을 위한 개별속도 산정 기법을 제안한다. EDZL 스케줄 가능성 검사에 기반을 둔 이 기법은 단순하지만 효과적으로 태스크들의 수행속도를 오프라인에 결정할 수 있다. 또한 모의실험을 통하여 제안한 기법이 효과적으로 에너지를 절감할 수 있음을 보인다.

응용 프로그램 특성을 고려한 동적 전압 조절 기법 (Dynamic Voltage Scaling Technique Considering Application Characteristics)

  • 조영진;장래혁
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권12호
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    • pp.96-104
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    • 2009
  • 일반적인 동적 전압 조절(dynamic voltage scaling)의 가정과는 다르게 실제 시스템에 있어서는 응용 프로그램의 성능이 프로세서의 동작 속도에 정비례하지 않는다. 본 연구에서는 응용 프로그램의 성능과 동작 속도의 관계를 실측을 통하여 수치화하여 응용 프로그램의 특성을 모델링하고 각기 다른 응용 프로그램 특성 계수를 갖는 태스크 집합에 적합한 스케줄링 기법을 제시하였다. 또한, 모든 태스크의 단위 수행시간 변화에 따른 에너지의 변화량이 동일해야 에너지 최적이 된다는 해석적인 정리를 제시하였다. 본 연구에서 제시하는 스케줄링 기법은 이러한 해석적 정리에 기반을 두기 때문에 항상 각 태스크에 시스템 에너지 최적이 되는 조절비를 제시한다. 합성 태스크 집합을 이용한 실험결과에서 기존 연구 대비 약 7%의 추가적인 에너지 절감 효과를 얻을 수 있었다.

MFDC 저항용접의 적응제어 및 SPC 기능 고찰 (Adaptive Regulators for Quality Assurance in Resistance Welding)

  • 이용기
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.119-119
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    • 2009
  • 인버터 DC 저항용접의 적용성 증대 : 인버터 DC 저항용접 공법이 SPOT, PROJECTON, SEAM, BUTT 등의 공정에 다양하게 적용되어 저항용접 현장에서 고효율, 친환경적 용접 환경을 만드는데 일조 하고 있다. 특히 자동차의 경량화, 충돌내성 증대, 진동 및 내구성 증대, 공간활용 극대화, 새로운 Design 개념 적용 등의 산업전반에 걸쳐 나타나는 신 Trends로 고 장력 철재의 적용 범위가 확대되고 HSS(High Strength Steel), EHSS(Extra High Strength Steel), UHSS (Ultra High strength Steel ; Hot - Formed Steel )등 다양한 철판의 SPOT 저항용접이 필요하게 되었다. 기존의 AC 단상용접의 전력 특성 상 통전 중 무 통전 시간 과 높은 PEAK 전력, 단상 대 전력 소모로 인한 전력 DROP 등의 문제로 인하여 신소재의 용접 시 매우 많은 Spatter가 발생하고, 높은 용접품질의 확보가 어려워 지므로 이를 대체하기 위한 공법으로 MFDC ( 인버터 DC 저항용접공법 )이 적용되고 있다. 인버터 DC 저항용접의 적응제어 : MFDC라는 높은 효율의 용접 전력원이 확보 됨에도 불구하고 용접현장에서는 원 자재, 도금 등의 품질 산포, 프레스 물의 가공산포, 공기압 산포, 전극 과열 및 마모 등의 요인에 의하여 저항용접 산포가 발생하고 있다. 이는 인위적인 조작이 어렵고 불규칙적이며, 어디서나 산재하고 있는 문제이다. 이를 용접전력 제어 법으로 개선하여 일정한 용접성을 확보하기 위한 노력이 적응제어 기법이다. 정 전류, 정 전력 제어는 정량 제어로 용접 물을 비롯한 용접부의 변화와는 관계없이 설정된 일정량의 전력을 공급하기만 하는데 반하여 적응제어는 적절한 용접 작업 시의 용접 물의 상태, 전극의 가압, 표면 상태 등에 따른 변화 페턴을 기억하고 이후 진행되는 용접에 대하여 정상 페턴과의 차이를 감지 이를 보상하므로 고품질의 용접성을 보장하는 제어기법이다. 따라서 다양한 용접 산포 유발 요인에 의해 용접부의 변화가 발생한다 하여도 그 변화를 감지 하고 적절한 용접전력을 공급한다면 고품질의 용접성을 확보하는데 유용한 공법이 될 수 있다. 인버터 DC 저항용접의 SPC 관리 : SPOT 용접 시 획득할 수 있는 다양한 파라메터에 대하여 모니터링 하고 이 자료를 data 화 하여 품질 관리에 응용하게 되면 양산라인에서 반복적으로 발생되는 문제점을 확인 할 수 있고 이를 통계적 방법으로 추적 개선해 나간다면 용접 불량 감소 및 생산성 향상에 도움이 되며 작업자의 공정 능력 향상 및 기업의 기술축적에도 높은 기여를 할 수 있을 것이다. 용접 적응제어와 다양한 파라메터 모니터링이 한 system에서 이루어 질 때 높은 용접성 확보와 불량률 감소, 원가절감, 생산성 향상 등의 효과가 극대화 될 것이다.

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기계학습 모델을 이용한 고속 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템 설계 (Energy Management System Design Based on Fast Simulation Using Machine Learning Model)

  • 이은주;김정민;류광렬
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제54차 하계학술대회논문집 24권2호
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    • pp.13-15
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    • 2016
  • 에너지 소비가 큰 건물은 내부 온/습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도 등의 일정 공기 질을 유지하면서 에너지 비용을 최소화할 수 있는 제어계획을 수립하는 것이 필요하다. 기존 건물에서 실내 환경의 운영은 설정된 실내 환경 값을 기준을 벗어나면 설비 기기를 제어하는 방식으로 이루어진다. 이는 단 시간에 고에너지를 투입하여 장비를 가동시키므로 에너지 소모가 크며 peak 전력이 높아 에너지 비용이 크다는 문제가 있다. 따라서 온도를 포함한 환경이 변해가는 상황을 예측하고 사전에 에너지 사용 계획을 수립하여 관리 제어를 수행함으로써 예열부하 등의 불필요한 에너지 손실을 절감하려 한다. 이를 위해 실내 환경이 변화하는 것을 예측하고 후보 제어계획으로 제어를 수행할 때 소요되는 에너지가 어느 정도인지 시뮬레이션하여 제어계획의 적합도를 평가한다. 기존 EnergyPlus와 같은 시뮬레이션 도구는 모델이 복잡하여 시뮬레이션에 많은 시간이 필요하기 때문에 환경 변화를 반영하기 위해 주기적으로 재수립되는 수많은 제어계획 데이터를 단시간에 시뮬레이션하기에 부적합하다. 본 논문에서는 빠른 시뮬레이션을 위해 실제 운영 데이터와 에뮬레이션을 통해 획득한 운영 데이터를 기반으로 학습 알고리즘을 이용하여 제어계획 적용 시의 미래 상황을 예측한다.

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센싱 뷰를 이용한 센서 네트워크에서의 질의 처리 (Query Processing of Sensor Network using Sensing View)

  • 김혜정;홍준표;홍성범;김창화;김상경;박찬정
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (C)
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    • pp.93-97
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    • 2006
  • 센서 네트워크에서 질의 처리 기술은 통신 비용을 절감하고 신뢰성을 향상하고 에너지 효율성을 향상시키는데 목적을 두고 있다. 현재 에너지의 효율성을 위해서 센서 노드가 수행하는 질의를 최적화하여 전력 손실을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 수행 중이다. 본 논문에서는 실체 뷰와 인덱싱 뷰를 이용하여 센서 네트워크에 맞는 효율적인 새로운 센싱 뷰라는 기법을 제안한다. 제안하는 질의 처리 알고리즘은 실체 뷰와 인덱싱 뷰의 개념을 바탕으로 기존의 분산 데이터베이스의 질의 처리 방법을 센서 네트워크에 적용하였다. 제안된 센싱 뷰 알고리즘은 센싱 뷰를 싱크 노드에 위치시킴으로서 센서 노드와의 통신 횟수를 최대한 줄임으로서 통신 비용과 에너지의 소모량을 줄일 수 있었다. 성능은 시뮬레이션을 통해서 평균적으로 약 30%정도의 성능 향상 효과를 보였다.

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변압기 절연유 중 PCBs 신속분석법 개발 (The Development of Rapid analytical Method for PCBs in Transformer Oils)

  • 박석운;남창현;박현주
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.136-138
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    • 2008
  • PCBs는 잔류성유기오염물질(POPs) 중 하나로 변압기 절연유 등에 주로 사용되어 왔으나 환경 및 인체유해성이 밝혀짐에 따라 생산 및 사용이 금지된 물질로써 국내에서는 절연유 중 PCBs 분석이 전력산업과 변압기 절연유의 재활용 및 처리 분야에서 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 그러나 현행 폐기물공정시험방법은 분석절차가 까다롭고 고가의 분석비용이 소모되며 고도로 훈련된 분석인력이 필요하다. 이에 본 연구에서는 보다 저렴한 비용으로 신속하게 PCB를 분석할 수 있는 간이 분석법을 개발하고자 하였다. 현행 폐기물공정시험방법에 대한 기술적 검토를 수행하여 복잡한 전처리 절차를 축소하고 번거로운 정성 및 정량작업을 간소화한 결과, 분석비용은 약 1/2, 분석시간은 약 1/3로 줄일 수 있었다. 본 연구에서 개발한 간이 분석법을 현행 공정시험법과 적절히 병행하여 사용 할 경우 폐 변압기의 신속한 분석이 가능하여 분석비용 절감에 따른 큰 경제적 효과가 있을 것으로 예상된다.

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센서 네트워크에서 질의 최적화를 위한 다중 질의 합성 메커니즘 (Multi-Query Merging Mechanism for Query Optimization in Sensor Network)

  • 박노열;박수권;김창화;김상경
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (D)
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    • pp.176-179
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    • 2007
  • 센서 네트워크는 제한된 에너지를 가지는 작은 노드들로 구성이 된다. 제한된 자원을 가지는 센서 네트워크에서 저 전력에 대한 연구는 핵심 분야로써, 다양한 연구가 진행 중이다. 센서 네트워크에서 에너지 효율을 높이는 방법들이 많이 연구되고 있다. 센서 네트워크에서 가장 큰 에너지 손실을 가져오는 부분은 통신 부분이며, 질의 기반 센서 네트워크에서는 질의를 배포하게 될 때 에너지 소비의 주요 요소들이 발생하게 된다. 따라서, 본 논문은 베이스스테이션으로 다중 질의를 요청할 때 질의 합성을 통해 전달되는 질의 수를 최소화하여 질의의 배포에 따른 에너지 소비 요소를 줄이는데 그 목적이 있다. 질의는 조건절에서 특정 속성에 대해서 판별하는데, 본 논문에서 제안하는 방법은 속성에 따라 질의를 합성하여 원본 질의의 개수보다 적게 하는 것이다. 제안 알고리즘을 통해 합성된 질의가 센서 노드에게 전해지는 과정에서 데이터의 송수신 횟수 및 overhead를 줄일 수 있으며, 또한 센서 노드는 합성된 질의로 센싱 횟수를 줄 일 수 있어 에너지 효율을 높일 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법과 일반적인 방법을 비교하기 위해 에너지 소모 절감 예를 살펴봤다.

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고압 UV 램프 20KW급 전자식 안정기의 출력 특성에 관한 연구 (A Study on the Output Characteristic of High-Voltage UV Lamp 20KW Electronic Ballast)

  • 황락훈;나승권;강소민;김화수;이춘상;원명희;원상희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1005-1006
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    • 2008
  • 기존의 전자식 안정기 특히 펄스로 시동되는 HID램프용의 안정기에서는 부가적인 시동회로가 필요하게 된다. 하지만 램프 제조업자에 의해 규정된 점화 펄스폭은 제조업자 간에서도 다양하며, 대단히 높게 되어 있으며 그 펄스폭에는 최소 필요한 값이 있고 이것은 통상 $1.5{\sim}2.5us$정도이다. 이와 같은 시동 펄스폭의 조건을 만족하기 위해서는 시동회로 또한 복잡해지고 제작비용도 고가가 된다. 본 연구는 전력소모가 20[%]이상 절감되면서도 광량이 더 많이 방사되는 메탈핼라이드 램프를 UV경화 시스템 즉, LCD, PDP OLED 모듈조립, 평면, 곡면 스크린 인쇄용, 코팅용, 실험용 UV경화 및 UV노광 시스템 등에 사용 가능한 전자식 안정기를 고주파 시동의 이점을 유지해 가면서 지연 시간에 기인하는 램프의 꺼짐 및 대순환 전류의 문제를 해소하고 고압 대용량 램프를 구동할 수 있는 20KW급 전자식 안정기를 제안하여 22KW UV LAMP를 사용하여 전자식 안정기를 구동 실험으로 검증하였다.

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