이중여자 유도형 풍력발전 시스템은 다른 풍력발전 시스템에 비하여 에너지 변환 효율이 우수하고 전력변환 장치의 용량이 작아도 되는 특성이 있다. 이러한 특징을 살리기 위해서는 풍력발전 시스템에 입력되는 에너지의 변화를 고려하여 발전기의 제어기를 설계해야 한다. 본 논문에서는 상위 제어기와 하위 제어기로 구분하여 이중여자 유도 발전기의 제어기를 설계하였다. 상위 제어가는 풍력발전 시스템에 입력되는 에너지가 변화함에 따라서 발전기의 운전모드를 결정하고 제어 기준값을 계산한다. 발전기의 운전모드는 최저 속도 제어와 가변 토크 제어, 그리고 토크 제한 모드로 구성된다. 하위 제어기는 상위 제어기의 지령에 따라서 발전 시스템의 전류를 제어한다. 또한 본 논문에서는 3kW급 권선형 유도기를 사용한 이중여자 유도형 풍력발전기의 시뮬레이터를 제작하였다. 설계한 제어기는 시뮬레이터에 적용하여 실험적으로 검증하였다.
디지털 프로세서의 성능이 크게 향상됨에 따라 HVDC(High Voltage Direct Current) 시스템의 제어에 고급 지능형 제어 기술의 적용이 연구되고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 본 논문에서는 MATLAB을 이용한 HVDC 시스템 시뮬레이터의 개발 결과를 소개한다. 시뮬레이터는 MATLAB의 프로그램 언어와 행렬 연산 기능을 이용하였으며, 회로의 수식화는 전압원 및 스위칭 소자, 변압기를 포함할 수 있는 수정된 마디 해석법(modified nodal analysis)을 사용하였고, 적분법은 Backward Euler 적분법을 사용하여 수치적 진동(numerical oscillation) 문제가 발생하지 않도록 하였다. 개발 결과, 본 시뮬레이터가 향후의 HVDC 시스템 지능형 제어 기술 연구에 유용하게 활용될 것으로 기대한다.
대형 고밀도역의 상시로컬 상태의 자동운행제어와 온라인 확장 및 유지보수기능을 가진 새로운 열차운행제어체계를 구축하기 위하여 자율분산시스템 개념을 적용한 열차운행제어시스템을 개발 중에 있다. 본 논문에서는 이 연구의 일환으로 개발 중인 데이터 필드를 이용한 열차운행제어시뮬레이터에 대하여 기술한다.
최근 방제 및 예찰과 같은 농작업에 단일 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)시스템이 적용되고 있지만, 가반하중과 체공시간 등 기존시스템의 문제가 점차 대두되면서 작업 시간을 보다 단축시키고 작업 효율을 극대화 할 수 있는 농업용 멀티 UAV시스템의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 작업자가 다수의 농업용 UAV를 효과적으로 제어할 수 있는 분산군집제어 알고리즘을 제안하며 알고리즘 검증 및 평가를 위한 시뮬레이터를 소개한다. 분산군집제어는 UAV 제어 계층, VP(Virtual Point) 제어 계층, 원격제어 계층으로 이루어진 3계층 제어구조를 가진다. UAV 제어 계층에서 각 UAV는 point mass로 모델링 되는 VP의 이상적인 경로를 추종하도록 제어한다. VP 제어 계층에서 각 VP는 입력 $p_i(t)=u^c_i+u^o_i+u^{co}_i+u^h_i$-(1)을 받아 제어되는데 여기서, $u^c_i{\in}{\mathbb{R}}^3$는 VP 사이의 충돌방지제어, $u^o_i{\in}{\mathbb{R}}^3$는 장애물과의 충돌방지제어, $u^{co}_i{\in}{\mathbb{R}}^3$는 UAV 상호간의 협조제어, $u^h_i{\in}{\mathbb{R}}^3$는 작업자로부터의 원격제어명령이다. (1)의 제어입력에서 충돌방지제어는 각 $u^i_c:=-{\sum\limits_{j{\in}{\eta}_i}}{\frac {{\partial}{\phi}_{ij}^c({\parallel}p_i-p_j{\parallel})^T}{{\partial}p_i}}$-(2), $u^o_c:=-{\sum\limits_{r{\in}O_i}}{\frac {{\partial}{\phi}_{ir}^o({\parallel}p_i-p^o_r{\parallel})^T}{{\partial}p_i}}$-(3)로 정의되면 ${\phi}^c_{ij}$와 ${\phi}^o_{ir}$는 포텐셜 함수를 나타낸다. 원격제어 계층에서 작업자는 햅틱 인터페이스를 통해 VP의 속도를 제어하게 된다. 이때 스케일변수 ${\lambda}$에 대하여 VP의 원격제어명령은 $u^t_i(t)={\lambda}q(t)$로 정의한다. UAV 시뮬레이터는 리눅스 환경에서 ROS(Robot Operating Systems)를 기반한 3차원 시뮬레이터인 Gazebo상에 구축하였으며, 마스터와 슬레이브 간의 제어 명령은 TCPROS를 통해 서로 주고받는다. UAV는 PX4 기반의 3DR Solo 모델을 사용하였으며 MAVROS를 통해 MAVLink 통신 프로토콜에 접속하여 UAV의 고도, 속도 및 가속도 등의 상태정보를 받을 수 있다. 현재 멀티 드론 시스템을 Gazebo 환경에 구축하였으며, 추후 시뮬레이터 상에 분산군집제어 알고리즘을 구현하여 검증 및 평가를 진행하고자 한다.
환경오염 및 유류비가 증가함에 따라 선박 에너지 절감 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PCS(Pump Control System)는 선박냉각시스템에서 해수펌프 회전속도, 청수펌프 회전속도 및 3-Way V/V 위치 제어를 통해 에너지를 절감하는 펌프제어시스템이다. 본 논문에서는 PCS의 신뢰성 확보를 위해 실 선박의 냉각시스템과 유사한 환경을 갖춘 PCS 시뮬레이터를 개발하였다. 또한 PCS 시뮬레이터를 위한 컴퓨터 기반의 제어 시스템 및 데이터 저장시스템을 개발하였다. 제어 및 데이터 저장시스템 개발에는 National Instrument 사의 cDAQ 및 LabVIEW를 사용하였다. 최종적으로 저장된 데이터를 분석하여 시뮬레이터의 동작을 확인하였다.
본 논문에서는 RTDS 시뮬레이터를 이용하여 현재 개발중인 STATCOM 시스템의 제어기의 성능을 검증하였다. STATCOM 제어기와 연계하기위한 RTDS 시뮬레이터의 구성방안과 RTDS 내부에 GPC 카드를 이용한 STATCOM 인버터 모델을 개발하였으며, 간단한 계통을 구성하여 제어기-시뮬레이터 연동시험을 실시하여 제어기의 성능을 검증하였다.
선박 원격제어를 위해서는 원격 제어자가 선박의 운항상태를 파악하고 필요한 제어 명령을 원격으로 내릴 수 있어야 한다. 연구 목적은 선박 원격제어를 위해 교환되는 데이터를 효율적으로 처리하는 시스템을 개발하기 위함이다. 연구 방법은, 선박 운항상태 파악과 제어 명령 전달에 필요한 시스템을 분야별로 구성하고 해당 시스템을 활용하여 선박을 운항하면서 단위시스템별 활용성을 분석하였다. 이를 위하여 선박 운항 시뮬레이터와 네트워크로 연결하여 실제 선박을 대체하여 활용하였다. 연구결과, 육상제어시스템-선박 간 네트워크를 통하여 교환되는 데이터의 통신방식은 상황에 따라 달라져야 한다는 결과를 도출하였다.
한국시뮬레이션학회 1998년도 The Korea Society for Simulation 98 춘계학술대회 논문집
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pp.6-10
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1998
RTO(Real-time Object) 모델로 불리는 실시간 객체지향 모델은 컴퓨터에 의해 제어되는 실시간 제어기 및 이의 응용 환경 시뮬레이터를 정밀하게 표현하는데 유용한 모델로 정착되었다. 이 모델은 실시간 분산 컴퓨터 시스템과 이의 응용 환경에 대한 실시간 시뮬레이터를 통합적으로 설계하는데 강력한 표현력을 보여주고 있다. RTO 기반의 접근 방법에 의한 통합 설계는 RTO로 불리는 객체의 네트워크 형태로 표현된다. 본 논문에서는 이와 같은 설계 방법을 자동판두께제어기(Automatic Gauge Controller, AGC)라고 불리는 실시간 분산 시스템의 설계 사례를 통해 제시하고자 한다. AGC 시스템은 압연공정 제어기로서 압연공정 실시간 시뮬레이터의 소재 이송 및 압하 공정을 제어한다. 설계과정을 통해서 실시간 분산 시스템 명세의 추상화 방법에 대하여 논하고, 네트워크의 구축 과정을 통한 시뮬레이션 모델의 정밀한 표현 방법을 제시하며, RTO의 분산구조 및 명확하고 엄밀한 실시간 설계 방법에 대하여 논한다.
산업이 발전해 가며 공장 자동화를 하는 회사는 나날이 늘어가고 있으며 현재 산업 전반에 걸쳐 자동화 시스템을 채택하지 않는 곳을 찾아보기 어렵고 이 시스템의 시험 및 운영자 교육용으로 시뮬레이터에 대한 관심은 높아 가고 있는 실정이다. 여기에서는 한국전력에서 사용하고 있는 터빈 제어 삼중화 시스템이 어떠한 보팅 기법들을 적용하여 설계되었으며 그 기능이 어떻게 구현되었는지를 실제 제품의 사례분석을 통해 검토해 보고자 한다. 검토 대상은 삼중화 제어기에 대해서만 시행할 예정이다. 이는 실제 현장이 경제성을 수반한 제어기의 신뢰, 이용, 안정, 수행, 지속, 시험, 확실성 등을 원하고 있으며 또한 시뮬레이터를 설계하는 사람들에게 삼중화 주제어기에 대한 비교(MARK-V, Triconex-TMR, GE-Fanuc, Woodward-Micronet) 소개함으로서 더욱더 현장과 가까운 시뮬레이터를 설계할 수 있도록 하기 위함이다.
본 논문은 애드혹 통신을 기반으로 아이폰의 가속도 센서를 사용하여 이동로봇을 무선 제어하는 연구에 대하여 다룬다. 이동로봇을 아이폰으로 무선제어하기 위한 방법으로 사용자 원격제어와 자율제어 방법이 제안되었다. 궤적 추종제어 알고리즘의 효율성을 평가하기 위하여 아이폰의 인터페이스를 기반으로 모니터에 그려진 궤적을 가상로봇이 추종하는 시뮬레이터를 개발하였다. 제안된 시뮬레이터에서는 궤적 추종제어를 위해 이동로봇을 제어할 때 컴퓨터에서 해당 알고리즘을 이용하여 미리 시뮬레이션이 가능하며 사용자에 의한 원격제어와의 결과 비교도 보여준다. 연구의 결과로 제안된 시뮬레이터가 이동로봇에 자율이동제어 방법을 사용할 때, 자율추종 알고리즘의 적합성과 효율성을 미리 검사 하는데 사용될 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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