본 논문에서는 가스터빈 엔진, 로켓 등과 같은 연소시스템에서 발생하는 열음향학적 불안정을 능동적으로 제어하는데 필수적인 동역학적 모델링에 대한 연구 동향을 소개한다. 이를 위하여 1990년대 이후에 진행되었던 관련 연구를 저차의 시스템 모델링 기법을 중심으로 조사하였다. 특히 물리적 원리로부터 모델의 구조를 결정하고 시스템의 입출력 데이터를 기반으로 모델 파라미터를 추정하는 그레이박스 접근방법과 물리적 원리의 적용 없이 시스템 특성을 추정하는 블랙박스 기법을 소개한다. 마지막으로 동 분야에 대한 향후 연구 가능성에 대하여 토의한다.
본 연구에서는 제어시스템과 규범모델 사이의 스텝응답의 오차적분올 최소화하여 모델추종법에 기초한 디지탈 PID제어기의 설계법을 제안한 것이며, 전류형인버터 구동유도전동기의 속도제어에 적용했고, 시스템의 동특성을 스댐웅답으로 나타냈다. PlD제어기의 최적파라메터는 행렬연산으로 쉽게 구할 수 있으며, 계산도 간단하며 계통 적인 설계과정을 통하여 일률적으로 처리된다. 끝으로, 스댐상의 목표치 변화 및 외란에 대해서도 안정하고 정상편차가 없는 운전결과를 컴퓨터 시뮬레이션으로 나타냈고 실험적으로 그 결과를 확인하였다.
우리나라 항만의 응답스펙트럼중 상당부분을 설명하는 Helmholtz mode를 중심으로 기운영되고 있는 항만중 정온도 확보에 어려움을 겪고 있는 항만을 대상으로 입사된 파랑에너지의 항내체류시간의 최소화를 통해 경제적 항내정온도 개선책을 모색하고자 고유진동수 등 항만 시스템의 동적특성을 해석하였다. 이를 기초로 항내 정온도 개선책으로 유공방파제 등에 부분적으로 도입되고 있는 에너지 소산 구조를 확대 적용하는 방안과 항만유입수로 폭을 제어수단으로 활용하는 방안을 제안한다. 수치모의 결과 항만유입수로 폭이 축소됨에 따라 부가 Hydrodynamic length에 의해 항만의 고유진동수는 감소하고 따라서 lower bound tunning을 통해 내습하는 파랑의 spectrum의 energy containing part와 유리할 수 있음을 입증하였다.
터보프롭 엔진(PT6A-62)의 정상상태 및 동적 성능모사를 위한 프로그램을 개발하였다. 특히 이 프로그램은 Flat-rated 성능특성과 압축기서지 및 압축기터빈 입구제한온도 초과 방지를 위한 한도제어 알고리즘을 포함하였다. 해석오차를 최소화 하기 위해 조합 오차 값을 이용한 구성품 성능 데이터의 보간 방법과 온도의 함수로서 계산된 정압비열가 비열비가 사용되었다. 개발된 정상상태 성능해석 프로그램은 고도, 비행속도, 블리드유량, 흡입구온도 및 압력, 제한출력등의 여러 조건을 고려 할 수 있으며, 천이상태 성능해석 프로그램은 일반모드와 압축기 서지 방지 모드, 터빈 제한온도 초과방지 모드로 선택하여 해석을 수행할 수 있도록 구성하였다.
본 논문에서는 가스터빈 엔진, 로켓 등과 같은 연소시스템에서 발생하는 고진폭-고주파 열음향학적 불안정을 능동적으로 제어하는데 필수적인 동역학적 모델링에 대한 연구 동향을 소개한다. 이를 위하여 1990년대 이후에 진행되었던 연구를 저차의 시스템 모델링 기법을 중심으로 조사하였으며, 특히 물리적 원리로부터 모델의 구조를 결정하고 시스템의 입출력 데이터를 기반으로 모델 파라미터를 추정하는 그레이박스 접근방법과 물리적 원리의 적용 없이 시스템 특성을 추정하는 블랙박스 기법을 소개한다. 또한 동 분야에 대한 향후 가능성에 대하여 간략히 기술한다.
이 논문에서는 하드웨어와 소프트웨어의 통합 설계에 의한 H.263 동영상 코덱을 구현한다. 동영상의 부호화와 복호화를 실시간으로 수행하기 위해 동작 속도 및 응용성을 동시에 고려하여 H.263 코덱의 각 부분 중 어느 부분이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현된는 것이 바람직한지 결정하였다. 하드웨어로 구현하는 부분은 움직임 추정부 및 보상부와 메모리 제어부이고, 나머지 부분은 RISC (reduced instruction set computer) 프로세서를 사용하여 소프트웨어로 처리한다. 이 논문에서는 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 효과적인 구현 방법을 소개한다. 특히 하드웨어로 구현되는 움직임 추정부를 위해서 주변 움직임 변위의 상관성 및 계층적 탐색을 이용한 다수의 움직임 후보를 가지고 알고리즘을 사용하였으며, 이 알고리즘에 기반한 소면적 구조를 제안한다. 소프트웨어로 처리되는 DCT (discrete cosine transform) 부분의 최적화를 위해서 움직임 추정부에서 얻어진 SAD (sum of absolute difference) 값에 근거하여 DCT 이후 양자화된 계수들의 통계적 특성을 분류하는 기법을 사용한다. 제안된 방법을 실제 RISC 프로세서와 gate array를 이용하여 구\ulcorner하고, 그 성능이 우수함을 확인하였다.
본 논문에서는 2차 고조파 발생기에서 발생되는 2차 고조파 성분을 추출하여, 그 신호와 주 신호를 동 위상 변조시키는 전치 왜곡 선형화 방법을 제시하였다. 고조파 발생기에서 추출한 고조파 성분의 동 위상과 직각 위상 성분 신호로 분리하여 그것의 크기만을 제어하여 전력증폭기의 혼변조 신호를 제거하는 방법으로 셀룰라대역에서 동작하는 회로를 구현하였으며, 그 결과 전력증폭기의 혼변조 신호 억압 특성을 확인하였다. 반송파 2톤 신호를 인가하였을 때, 주파수 간격이 ${\Delta}f$=1MHz에서 3차 혼변조 신호는 20dB 개선되었고, IS-95 CDMA 1FA 신호에서는 인접채널 전력비가 7dB 개선됨을 확인하였다.
논문은 전류원 HVDC로 연계되어 있는 제주-해남 계통을 전압원 HVDC로 연계하였을 경우에 대한 특성 분석에 대해서 기술하고 있다. 기존의 제주-해남 HVDC시스템은 교류계통 전압의 외란에 의해서 전류실패가 발생할 수 있으므로 연계되는 교류계통 모선에 무효전력보상설비들이 설치되어 있다. 따라서 기존의 전류원 HVDC 시스템은 대용량의 전력을 전송할 수 있다는 장점이 있는 반면 추가로 무효전력 보상설비들이 설치가 되어야 한다는 단점이 있기 때문에 최근에 선진국에서는 전압원 HVDC 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 전압원 HVDC 시스템은 계통사고 또는 교류전압강하로 인한 전류실패가 발생하지 않고, 무효전력을 HVDC 시스템의 용량내에서 유효전력과 독립적으로 제어될 수 있기 때문에 추가로 무효전력 보강설비가 필요하지 않다는 장점이 있다. 본 논문에서 늘 제주-해남 계통을 전압원 HVDC로 연계하는 모델을 PSCAD/EMTDC를 이용해서 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델은 전압원 HVDC를 이용해서 제주-해남 계통을 연계하였을 경우에 대한 동특성을 분석하는데 유용하리라 사료된다.
선형 영구자석형 동기 전동기는 기구학적인 변환 장치를 사용하는 기존의 방식과 비교하여 소음, 진동의 저감 및 가속도, 속도에 있어서 우수한 동특성을 가지고 있기 때문에 자동화 분야, 공작기계 및 반도체 장비를 중심으로 널리 사용되고 있다. 그러나 수직축(Z-axis)에 선형 영구자석형 동기 전동기가 적용될 경우에 제어를 위한 초기각 설정 및 상승, 하강 운전 특성을 향상시키기 위한 방법이 필요하다. 본 논문에서는 수직축 구조를 갖는 선형 영구자석형 동기 전동기의 초기각 설정 알고리즘 및 상승, 하강 운전 특성을 향상시키기 위해 실제 속도와 운전 방향을 변수로 하는 가변 이득 조절 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘들을 증명하기 위해서 4점의 절대위치 프로파일(profile)을 통해서 기존의 이득 시스템과 가변 이득 조절 시스템을 비교하여 제안된 알고리즘의 효용성을 검증하였다.
본 논문에서는 건설구조물의 스마트 제어를 위해 오리피스 구간의 갭(gap) 조건을 달리한 2개의 준능동 MR 감쇠기를 개발하고, 동하중 실험을 통해 갭 조건에 따른 감쇠성능을 비교 평가하였다. 여기서, MR 감쇠기는 그 특성상 재료적 및 기계적인 다양한 변수들로 인해 그 감쇠성능이 크게 좌우될 수 있으나, 특히 MR 감쇠기의 오리피스 구간에 대한 갭 크기의 영향은 MR감쇠장치의 설계 시 핵심적인 요소 중에 하나이다. 따라서 본 논문에서는 오리피스 구간의 갭 조건을 1.0mm와 2.0mm로 각각 설계하였으며, 인가전류 조건을 달리한 동하중 실험을 통해 발생 감쇠력을 획득하였다. 이들 획득결과는 힘-변위 이력곡선과 힘-전류 관계곡선으로부터 최대 최소 감쇠력 및 동적범위로 분석 평가되었다. 이상의 결과로부터, 갭의 조건에 따른 MR감쇠장치의 감쇠성능 변화를 규명하였으며, 본 연구에서 개발된 2개의 MR 감쇠기는 인가전류셑 및 코일 권선수 등의 추가핵심설계요소를 효과적으로 고려함으로써 건설구조물의 스마트 제어를 위해 유용하게 활용될 수 있는 가능성을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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