스위칭 방식의 DC/DC 컨버터에서 컨버터의 전류 및 전압은 스위칭 리플을 포함한 DC 맥류형태를 취하고 있다. 따라서 이러한 리플 및 노이즈를 저감하기 위해서 LPF(low-pass filter)를 사용하여 전압 및 전류를 검출하는 것이 일반적이다. 이러한 LPF의 차단주파수를 낮추면 정상상태에서 리플 및 노이즈 저감에는 그 성능이 우수하나 필터의 시 지연으로 인하여 제어기의 동특성은 현저히 저감된다. 따라서 본 논문에서는 낮은 차단주파수를 갖는 LPF를 기반으로 하여 과도상태 동특성을 개선할 수 있는 하이브리드 소프트웨어 필터를 제안한다. 제안된 하이브리드 필터는 필터의 입력 분을 관측하여 그 변동에 대한 평가함수를 정의하고 그 결과에 따라 스위칭 하는 방식을 취함으로 과도상태에서는 높은 차단주파수를 갖고 정상상태에서는 낮은 차단주파수를 갖는 필터회로 구성이 가능하였다. 또한 제안된 하이브리드 방식의 타당성을 검증하기 위하여 psim을 통하여 시뮬레이션을 행하였다.
본 논문에서는 전력품질 향상용 전력전자기기의 제어에 중요한 정보인 전원의 위상각을 검출하는 기존의 방법들에 대해서 먼저 알아보고, 그 중 불평형한 전원단 전압조건에서도 정확한 위상각을 검출할 수 있는 전차원 상태관측기를 이용한 정상분 전압 추출 PLL(Phase Locked Loop) 방법을 제안한다. 제안된 PLL 방법은 기존의 전역 통과 필터(APF, All Pass Filter)를 이용한 정상분 전압추출기 대신 전차원 상태관측기를 사용함으로써 불평형사고 발생 시 과도상태 응답특성을 개선하였다. 기존의 정상분 전압 추출 PLL 방법과 본 논문에서 제안된 PLL 방법의 성능을 비교하기 위해, 전원단 전압에 불평형 사고 발생시 위상각을 검출하는 모의실험과 실험을 하였고, 이를 통해 기존의 전역 통과 필터를 이용한 정상분 전압 추출 PLL 방법보다 제안된 전차원 상태관측기를 이용한 정상분 전압 추출 PLL 방법의 과도상태 응답특성이 개선됨을 입증하였다.
본 논문에서는 직교 좌표계에서 추적필터가 설계될 때, 표적의 거리와 방위에 대한 관측오차 공분산의 변화를 고려하기 위하여 정상상태 칼만필터의 해석적 해를 이용하는 IMM 추적기를 설계하였다. 제안된 정상상태 칼만필터 기반 IMM 추적기의 성능분석 및 검증을 위하여 거리의 변화가 작은 표적과 거리의 변화가 큰 표적에 대하여 각각 100회의 Monte Carlo 시뮬레이션을 수행하고, 고정이득 및 칼만필터 기반의 IMM 추적기와 RMS 오차분석을 통하여 비교하였다. 모의실험 결과로부터 제안된 방법이 칼만필터 기반 IMM 추적필터에 비하여 연산량을 크게 감소시킬 수 있으며, 유사한 추적성능을 제공할 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 정상상태에서 고조파 전류와 순시전압 강하에 대한 보상성능이 우수한 3상 전압 Sag 및 고조파 전류 보상 시스템을 제안하고 있다. 제안된 시스템의 보상 알고리즘으로는 구현하기 쉽고 간단한 직접 필터링 알고리즘이 사용되고 있으며 하이브리드 직렬형 능동전력필터에 적용하였다. 제안된 알고리즘은 전원전압이 순간적으로 왜형과 sag가 발생되더라도 비선형 부하에 인가되는 전압은 일정한 정현파로 제어 가능하며 동시에 전원전류의 고조파와 기본파 무효전류도 보상 가능하다. 정상상태와 과도상태에서 전력전자전용 시뮬레이터인 PSIM에 의해 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.
본 연구에서는 정상상태에서 고조파 전류와 순시전압강하의 보상특성이 우수한 3상 능동형 순시 전압강하 보상기를 제안하고 있다. 제안된 시스템의 보상 알고리즘으로는 구현하기 쉽고 간단한 직접 필터법가 사용되었으며 하이브리드 직렬형 능동전력필터에 적용하였다. 제안된 알고리즘은 전원전압이 순간적으로 왜형과 sag가 발생되더라도 비선형 부하에 인가되는 전압은 일정한 정현파로 제어 가능하며 동시에 전원전류의 고조파와 기본파 무효전류도 보상 가능하다. 정상상태와 과도 상태에서 전력전자전용 시뮬레이터인 PSIM에 의해 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.
본 논문에서는 안정성이 강화된 다중채널 적응 필터를 사용한 능동소음 제어 시스템을 제안한다. 초기에는 IIR필터의 극점을 원점방향으로 강제로 이동시켜 안정성을 확보하고, 망각인수를 도입하여 정상상태에 도달하면 최적 수렴치로 유지하게 함으로서 제어 정상상태 성능에는 영향을 미치지 않고 안정도가 강화 된 적응 IIR 필터 알고리즘을 제안한다. LMS 알고리즘의 수렴 성능을 개선하기 위한 방법으로 정규화기법을 사용하면 수렴 속도가 향상되지만 이에 비례하여 안정성이 떨어지게 된다. 소음원 입력의 파워가 시변 할 경우 적응 알고리즘의 안정성이 약화되는 문제점이 발생하는데, 본 논문에서는 Leaky LMS알고리즘과 비슷한 구조이지만 안정성이 강화된 IIR정규화 LMS 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘의 유용성을 비교 분석하기 위하여 실험을 수행하였다.
본 논문에서는 사람의 비정상적인 호흡과 정상적인 호흡 신호를 획득한 후, 이 신호들을 분석하고, 특히 비정상 호흡신호를 감지하는 방법과 정상 및 비정상 신호를 분류하는 방법을 제시한다. 본 연구에서 사람의 호흡신호는 BIOPAC 장비를 활용하여 획득하며, 사람의 호흡 상태를 정량적인 수치 정보를 활용하여 판단한다. 궁극적으로 본 논문에서는 일반 환경에서 사람의 호흡상태를 신호로 획득하여 분석하고, 호흡상태를 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하고자 하며, 무호흡 상태를 감지 할 수 있는 방법을 제안한다. 획득되는 호흡신호를 활용하여 정량적인 정보를 바탕으로 호흡신호를 상태에 따라 분류한다. 접촉식 의료장비를 활용하여 호흡신호를 획득하고 호흡상태를 분류하기 전에 잡음제거 알고리즘을 적용한다. 기존의 사비츠키-골레이 필터와 중간값 필터의 장점만을 활용하여 혼합필터를 사용하여 신호를 분석하기에 적절한 상태가 되도록 한다. 서로 다른 호흡 상태, 즉 서로 다른 클래스간 거리는 최대로 하고, 동일한 호흡상태, 즉 같은 클래스 간의 거리는 최소로 하기 위해 신호 획득후 신호의 특징값들 간의 상호상관 계수를 계산한다. 제안하는 알고리즘은 실제 호흡 환경에 적용할 수 있을 정도로 직관적이고, 제안하는 방법을 증명하기 위한 실험 결과들을 함께 제시한다.
본 연구에서는 기 설치된 능동전력필터와 연료전지 Z-소스 능동전력필터의 병렬운전 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 이미 설치되어 운전 중인 단상 V-소스 병렬형 능동전력필터와 병렬로, 연료전지(FC) Z-소스 능동전력필터를 설치하여, 전체 능동전력필터 시스템의 용량 증가를 도모할 수 있었다. 제안된 방법의 타당성은 전력전자 전용 PSIM시뮬레이션에 의하여 과도상태 및 정상상태에서 확인하였다.
본 논문에서는 고출력 극초단파(High Power Microwave)가 쏘아지는 대상이 방어장비를 갖추고 있을 때 외부대상이 어떤 영향을 받는지를 규명하는데 목적이 있다. 입력펄스를 변조(modulation)시켜 저지대역(Stop Band) 주파수 대역에 맞추고, 펄스(Pulse)를 저대역 통과 필터의 저지대역에 통과시킨다. 이때 출력펄스의 응답(response)을 시간영역(Time-domain)에서 분석하여 정상상태(steady state)보다는 과도응답(Transient Response)을 확인하는 것을 제안한다. 이 방법은 저지대역의 파형이 필터를 통과해도 과도응답 때문에 필터가 제 역할을 하지 못한다는 이론을 규명한다. 이 이론은 고출력 극초단파가 외부대상에 미치는 영향에 있어서 전자파를 방어하려고 하여도 과도응답 상태 응답 때문에 타격을 받을 수 있다는 것을 규명한다.
본 논문은, HVDC 시스템의 인버터 제어기 및 고조파 필터의 설계를 위하여 동특성 및 정상상태 특성을 해석하는 방법을 제시한다. EMTP 시뮬레이션을 이용하면, 동특성 분석이 가능하며, 정상상태 특성의 분석은필터와 부하를 고려한 조류해석을 수행함으로써 가능하다. 또한 본 논문은 HVOC 시스템의 정적 및 동적 특성 분석이 가능한 단상 등가회로를 제안한다. 이 단상 등가회로에서 인버터는 스위치의 소호에 따른 전류원으로 취급된다. 또한 필터설계에 사용되고 있는 각종 목적함수를 단상 등가회로룹 이용하여 구할 수 있다, 본 논문은 전압의 고조파 성분 및 필터의 전력손실을 고려한 목적함수를 이용하여 펄터를 최적화하는 과정이 제시되어 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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