• 한국지진공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.231-238
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• 2019

A conventional lumped-mass stick model is based on the tributary area method to determine the masses lumped at each node and used in earthquake engineering due to its simplicity in the modeling of structures. However the natural frequencies of the conventional model are normally not identical to those of the actual structure. To solve this problem, recently an updated lumped-mass stick model is developed to provide the natural frequencies identical to actual structure. The present study is to investigate the seismic response accuracy of the updated lumped-mass stick model, comparing with the response results of the shaking table test. For the test, a small size four-story steel frame structure is prepared and tested on shaking table applying five earthquake ground motions. From the comparison with shaking table test results, the updated model shows an average error of 3.65% in the peak displacement response and 9.68% in the peak acceleration response. On the other hand, the conventional model shows an average error of 5.15% and 27.41% for each response.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.172-181
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• 2023

본 연구에서는 케이블의 손상에 대한 사장교의 실시간 손상평가를 진행하였다. 사장교의 실시간 손상평가를 위한 센서는 가속도 센서를 사용하였으며, KEOT(Kinetic Energy Optimization Techniques)를 이용하여 센서의 위치와 수량에 대한 최적의 조건을 선정했다. KEOT는 구조물이 외력에 의해서 진동할 때, 최대변형에너지의 값을 계측하여 최적 계측 위치와 센서의 수량을 결정한다. 본 연구에서의 손상 조건은 케이블의 파단으로 제한하였으며 사장교를 4개의 구간으로 나누어 구간별 케이블 손상을 주었다. 사장교 케이블의 실시간 손상평가 방법은 FE 구조해석을 통하여 실제 모델과 유사한 가상의 모델을 만들었다. 생성된 가상 모델과 모형 구조물에 랜덤 가진파를 가한 이후 모형 구조물의 케이블 손상을 주었다. 가상 모델에서 출력되는 응답을 무손상 상태의 응답으로 정의하고 실제 모델에서 계측되는 응답을 손상 상태의 데이터로 정의하여 두 데이터를 비교하였다. 무손상 상태의 사장교의 데이터로부터 손상 상태의 사장교의 데이터를 IMD(Improved Mahalanobis Distance) 이론에 적용하여 손상의 정도를 평가하였다. IMD 이론으로 손상을 평가한 결과 구간별 손상을 실시간으로 적절하게 찾아내어 실시간 모니터링에 적용할 수 있는 유용한 손상평가 기술로 확인되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.125-135
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• 1993

안전하고 효율적인 원자력 발전소의 운전은 디지탈 기술을 이용한 발전소 자동화로 이루어질 수 있다는 인식과 함께 이같은 발전소 자동화는 차세대 원자력 발전소의 중요한 목표중의 하나가 되고 있다. 전체적인 발전소 수준의 자동화를 위해서는 일차적으로 각 주요 시스템에 대한 디지털화가 요구되며 본 논문에서는 증기발생기의 수위조절 시스템에 대해 연구하였다. 이를 위해 증기발생기의 열수력학적 모델을 이용하여 증기발생기에 작용하는 여러가지 입력과 수위와의 관계를 전달함수로 표시하였으며 이를 이용하여 기존의 발전소에서 사용되고 있는 3 요소 제어시스템을 검토하였다. 본 논문에서의 제어구성은 증기발생기 그 자체를 시스템내에 플랜트로서 포함시킨 것이기 때문에 전체적인 시스템 차수가 증가하며 디지탈 과정중 수치적 불안정이 야기된다. 이러한 문제와 아울러 저출력에서는 궤환신호로 작용하는 급수유량의 신뢰도가 작음을 고려하여 2 요소 제어시스템 및 그에 따른 디지탈 제어기에 대해 연구하였다. 이 시스템의 디지탈 비례적분제어기는 그 이득 및 적분시간상수가 초기출력에 따라 변하며 전체적인 시스템의 응답특성이 안정성 및 기타 제어 특성을 동시에 만족시키도록 하고 있다. 이러한 제어기를 사용한 2 요소 제어시스템은 초기출력에만 의존하므로 정의하기가 간단하며 또 이러한 시스템의 수위응답은 그에 대응하는 아날로그 시스템의 결과와 비슷함을 보이고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.77-84
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• 2020

본 논문에서는 사장교와 같은 장대형 구조물의 손상위치를 판단할 수 있는 손상평가 기법을 개발하고, 개발한 기법의 성능을 실험을 통하여 검증하고자 하였다. 손상평가 기법은 무손상 데이터가 확보되지 않은 상태에서 구조물의 손상평가가 가능하고, 구조물의 응답 데이터의 분석만으로 손상위치를 판단할 수 있는 데이터를 추출하는 것을 목표로 하였다. 이러한 목표를 완성하기 위하여, 손상 위치 판별을 위하여 통계적 패턴인식 기술인 개선된 마할라노비스 거리(IMD : Improved Mahalanobis Distance) 이론에 기반하여 변동성이 고려된 손상평가 기법을 개발하였다. 개발한 손상평가 기법에는 구조물의 고유한 정보에 기반한 Simulation 프로그램을 반영하여 다양한 외력에 따른 구조물의 무손상 응답을 출력하도록 하였다. 개발한 기법의 성능을 실험적으로 평가하기 위하여 모형 사장교를 대상으로 케이블 손상실험을 수행하였다. 그 결과, 변동성이 고려된 손상평가 기법은 외력에 따른 무손상 데이터를 자동으로 출력하고, 출력된 무손상 데이터와 계측된 손상 데이터의 분석을 통하여 케이블의 손상 위치를 판단할 수 있는 정보를 추출하는 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.356-363
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• 2003

플랜트, 산업용 설비로서 사용되어지고 있는 강관의 결함 검출을 위한 와전류검사장비를 개발하였다. 강관은 내부 불균일 한 전자기적 특성을 포함하고 있는 자성체로서 와전류검사의 응답신호를 왜곡시키므로 이러한 전자기적 특성의 균일화를 위해 자기포화가 요구된다. 자기포화가 없을 경우 결함신호는 잡음신호와 구별되지 않았으나 약 0.62A의 전류가 코일에 가해졌을 때 자기포화되어 결함을 검출 할 수 있었다 자기포화형 탐촉자는 헬름홀츠 코일을 적용하여 제작하였고 내부 대역 통과필터를 이용하여 직류자기장으로 야기되는 잡음신호를 최소화하였다. 개발된 장비를 이용한 현장실험 결과 1m/sec의 이송속도에서 관통홀$({\phi}=2.0mm)$ 결함을 정확히 검출 할 수 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.1-11
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• 2017

$H_{\infty}$ 제어와 뮤-합성 제어 방법을 사용하여 두 가지 상황, 즉 불확실성이 포함되지 않았을 때와 20% 불확실성이 포함되었을 때, 하에서 스프링-매스-댐퍼 시스템의 진동을 최소화하였다. 두 컨트롤러의 안정성 및 성능 파악을 위해 GM와 PM 값을 사용하여 분석되었다. 중앙 수치 미분법과 RMS 방법을 사용하여 출력 응답의 신호 강도가 비교되었다. 끝으로, 안정성 비교를 위하여 3가지 다른 $W_{per\;f1}$ 가중함수의 경우에 대해 총 40개의 $H_{\infty}$ 제어기와 뮤-합성 제어기 무작위 표본이 생성되었다. 전반적으로, 40개 플랜트 모델에서 얻어진 결과 값의 견고한 안정성과 성능 값에 따르면, 뮤-합성 제어기가 $H_{\infty}$ 제어기보다 진동 관리에 효과적임이 입증되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.270-277
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• 1998

네트워크 발전으로 인하여 제어시스템은 집중화에서 분산화 된 아키텍춰를 지향하고 있다. 그러나 이러한 제어시스템은 범용 운용 시스템을 기반으로 설계되어 공정처리에서 요구되는 실시간 성을 보장하기는 미흡한 점이 많아 플랜트의 제어설비로서 실시간 운영체제를 탑재한 제어시스템이 점차로 증가하고 있다. 본 논문에서는 분산제어 시스템의 기능을 위해 운영체제는 실시간 성을 보장하는 조건을 만족하도록 실시간 처리 능력, 실시간 응답의 신뢰성 및 멀티 프로세스의 기능구현에 중점을 두었으며, 이 운영체제의 바탕 위에 주요 공정처리의 기능인 루프, 로직의 가능한 처리 수를 분석하고, 이의 타당성을 검토하였다. 그리고 온라인 시 처리중인 데이터에 영향을 미치지 않는 시스템을 설계하고, 절체에 소비되는 시간을 측정 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1529-1535
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• 2011

해상 운송 분야와 발전 플랜트 분야에서 사용되는 엔진은 저 중속에서 운전효율향상이 계속해서 요구되고 있다. 엔진의 운전효율향상을 위해서는 엔진상태를 나타내는 변수의 확인이 반드시 필요하다. 지금까지 가스압력, 가스온도, 진동 등이 주요변수로써 제안되고 있으나 이 변수들은 응답속도와 진단 정확성에 한계가 있다. 본 연구에서는 엔진 크랭크 축 각속도 변화를 수치화한 EFR(Engine Fitness Ratio)을 검출하고, 이를 기반으로 엔진의 상태를 진단하는 기법을 개발하였다. EFR은 주파수 영역에서 특정 주파수의 비로써 정의되며 엔진상태를 나타낸다. EFR은 크랭크 각속도의 변화 거동으로부터 계산되며, EFR을 이용한 엔진 상태진단 기법을 실제 선박 추진용 저속엔진을 이용한 실험과 발전용 중속엔진을 이용한 해석을 수행하여 엔진의 이상 발생 감지가 가능함을 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.134-140
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• 1998

포항제철 2열연공장의 사상압연에 사용되고 있는 DC 모터를 가지는 열간압연 구동기에 대한 견실 H/sup .inf./ 속도제어기 설계방법을 제안한다. 기존에는 PI 재어기법을 이용하여 속도를 제어하고 있으므로 불확실성과 외란등이 존재할 경우 양호한 제어 성능을 얻기 힘들다. 이를 해결하기 위해 주파수 하중 함수를 가지는 혼합감도최소화 문제를 설정하여 견실성을 보장하는 H/sup .inf./ 속도제어기를 설계한다. 이때 주파수 하중함수는 루프쉐이핑기법을 이용하여 주어진 구동기 플랜트에 적합하도록 선택한다. H/sup .inf./ 속도제어기 설계는 Pasek이 제시한 DC 모터의 모델링 방법에 의해 얻어진 모델을 포함하는 구동기 모델에서 속도제어기 부분을 제외한 모델을 대상으로 한다. 제안한 견실 속도제어기 설계방법은 파라미터 변화나 부하토크 변동 등의 외란에 대하여 폐루프 시스템의 견실안정성과 원하는 속도에 좋은 추적 성능을 보인다. 제어 대상인 포항제철 2열연공장의 열간압연 구동기에 대한 시뮬레이션을 통해 기준속도 추적성, 응답속도, 불확실성과 외란에 대한 견실성 등의 성능에 기존의 PI 속도제어기보다 양호함을 확인함으로써 제안한 견실 H/sup .inf./ 속도제어기 설계 방법의 타당성을 보인다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.797-803
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• 2012

비례솔레노이드밸브는 코일전류에 비례하는 전자기력을 이용하여 밸브 변위를 연속적으로 가변시키는 밸브이다. 대용량 비례유량제어밸브는 발전소나 화학 플랜트에서 물, 스팀, 가스 등과 같은 공정유체의 대용량 유량제어에 사용되며 공압이나 모터를 이용하는 밸브에 비하여 우수한 응답성능과 소형화의 장점을 가진다. 본 연구에서는 비례제어밸브를 대상으로 밸브의 동적 특성을 식별한 후 목표 성능이 만족되도록 위치제어기의 비례적분이득을 자동으로 조정하는 기능을 설계하였다. 동특성 식별은 릴레이 피드백을 통하여 한계 안정 상태에서의 임계이득과 임계주기로 파악하였으며, 비례적분이득 결정에는 Ziegler-Nichols 방법을 적용하였다. 구현된 기능은 시험을 통하여 성능을 검증하였으며 밸브 작동점과 릴레이 제어기 변수가 자동조정에 미치는 영향을 분석하였다.