• 한국항공우주학회지
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• 제38권12호
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• pp.1170-1176
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• 2010

본 연구는 적응제어기법을 이용한 무인항공기이 피치 자세 기동에 대한 연구 내용을 소개한다. 모델기반적응제어(Model Reference Adaptive Control)을 이용하여 피치 자세각과 엘리베이터 입력 사이의 피드백 선형화 과정에서 발생하는 불확실성을 처리하였다. 모델 불활실성 파라미터는 피드백 제어기가 작동하는 중에 적응법칙을 이용하여 추정할 수 있도록 설계 되었다. 안정화 제어기에 의해 달성되는 최종 피치 자세각에 대한 분석을 통해 폐루프 시스템의 특성을 파악할 수 있도록 하였다. 제안된 제어 기법은 기존 제어기에서 주로 채택하고 있는 선형화나 게인 스케쥴링등의 과정이 필요하지 않아 상당한 모델 오차가 존재하는 상황에서 무인항공기의 고기동 피치 제어기 설계에 도움을 줄 것으로 생각한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.213-220
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• 2016

자기부상 수동형 이송 시스템이란 이송자에 부상, 안내, 추진과 관련된 전원장치가 없어 고청정, 무분진이 요구되는 환경에서 사용 가능한 시스템으로써 대면적 디스플레이 공정산업, 반도체 이송장비 등에 활용가능하다. 이 시스템은 이송 대상물의 안정적 운반을 위하여 이송자의 정밀한 자세 제어가 필요하다. 하지만 이송자의 구조적 특징 및 공극 센서 설치 오차에 의해 이송자의 피치운동이 발생하며 이를 해결하기 위한 제어기 설계가 필요하다. 본 논문에서는 자기부상 수동형 이송 시스템의 이송자 피치 운동을 감소시키는 제어에 목적이 있다. 이를 수행하기 위하여 해석적으로는 PDA 제어 모델과 피치제어를 추가한 제어 모델의 피치 각도를 비교한다. 실험적으로는 제어기 변경이 이송자의 피치 각도 및 부상 정밀도에 미치는 영향을 분석한다. 이러한 제어기 설계 변경이 피치 운동에 미치는 영향을 분석하고 부상 정밀도 향상을 위한 방법을 제시한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1147-1154
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• 2012

본 논문에서는 풍력발전기의 회전속도와 출력을 제어하기 위한 블레이드 피치 제어기 및 발전기 토크 제어 기법을 제시하고 비선형 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 확인하였다. 회전속도 오차 및 출력오차를 이용한 양한정 함수를 정의하고 리아프노프 안정성 이론을 적용하여 정적 피치 제어기와 동적 토크 제어기를 설계하고, 제어기 설계 모델과 실제 적용 모델간의 차이를 보상할 수 있도록 시뮬레이션 기반 최적화를 이용하여 설계 인자 값을 결정하였다. 풍력발전기 제어기 설계에 가장 많이 사용되는 동력 전달계 모델을 기반으로 제어기 설계 절차를 예시하였고, 대표적으로 사용되는 비례-적분-미분 제어 및 최대 출력점 추종 토크 제어기와 성능 비교를 통하여 제안된 제어 설계 기법의 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권1호
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• pp.59-65
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• 2011

블레이드와 바람의 상호작용에 의해 발생하는 풍력터빈의 공기역학적 토크와 파워의 특성은 매우 비선형적이다. 그러므로 풍력터빈의 전체 동적 거동은 풍속의 크기에 따라서 비선형적인 특성을 가진다. 공기역학적 비선형성은 또한 풍력터빈 제어시스템의 특성에 영향을 미치므로, 풍력터빈 제어기를 설계하기 위해서는 비선형적인 공기역학적 특성들에 대한 해석을 통한 고찰이 필연적이다. 본 논문에서는 정격파워 이상에서 풍속 크기에 따른 비선형적인 공기역학적 특성들과 이 비선형성들이 PI 제어기를 가지는 폐루프 피치계에 미치는 영향들을 1-질량 모델의 풍력터빈에 대하여 살펴본다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.366-371
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• 2014

본 논문에서는 정격풍속 이상에서 발전량을 일정하게 유지하기 위하여 회전속도의 변화율을 이용한 신경망 피치제어기가 제안되었다. 제안된 신경망 피치제어기는 발전기의 정격 회전속도와 현재 회전속도의 차이를 기본정보로 사용하고 추가적으로 발전기 회전속도의 변화율을 사용하였다. 시뮬레이션은 Matlab/simulink에서 수행되었으며, 시뮬레이션을 통해 제안된 피치제어기를 사용한 풍력발전기는 발전기의 정격 회전속도인 122.9[rad/s]로 잘 유지 되는 것을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.260-262
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• 2006

본 논문에서는 블레이드 피치각 변동을 포함한 풍력발전기 출력특성 시뮬레이션 모델을 개발하였으며, 피치각 변동이 필요한 경우를 각각 비상정지, 기동원활, 출력제한의 3가지 사례 연구를 통해 개발된 모델의 검증 수행하였다. 비상정지의 상황에서 풍력발전기의 출력특성을 모의하였고, 초기 정지 상태에서 블레이드 기동을 위한 초기 피치각 설정 및 변동하는 회전 속도에 맞는 블레이드 변동 지령 값을 구현하였으며, 정격 풍속이상에서 피치각을 감소시키는 제어기를 구현하여 정격이상의 출력 발생이 제한되는 것을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권7호
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• pp.669-677
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• 2009

일반적으로 롤/요 평면상의 nutation 운동이 있는 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 정지궤도 위성인 통신위성에서 주로 사용되어 왔으나 본 논문에서는 저궤도 위성의 경우에 대해 최소 휠 개수인 2개 반작용휠로 구성된 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 휠 모멘텀 제어방식으로 피치축과 롤축 자세제어를 수행하는 방안을 살펴보았다. PI-제어기를 사용한 휠 모멘텀 제어 방식의 경우 휠 베어링 마찰 등 반작용휠에 가해지는 외란에 대한 강건성 보장을 해석적으로 분석하였으며, 롤축 자세에러 측정치와 요축 모멘텀 선형 제어기 설계를 위한 전달함수를 제시하였고, 시스템에 대한 이해도를 높이고, 외란 영향 및 모멘텀 바이어스 크기 등 필요한 설계 인자 선정을 위해 시스템에 대한 분석을 수행하였다.아울러 요축 모멘텀 PID-제어기를 사용한 모멘텀 바이어스 시스템의 롤/요축 자세제어 설계결과 및 시뮬코타키나발루레이션 결과를 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권12호
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• pp.25-34
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• 2006

본 논문에서는 풍력 발전시스템의 피치 제어 알고리즘 설계 기법을 검토하고 비선형 시뮬레이션을 수행한 결과를 제시한다. 풍력 발전시스템을 다몸체 시스템으로 간주하고 로터 블레이드에 작용하는 공력 및 토크 계산을 위해 블레이드 요소 및 모멘텀 이론을 근거로 공력 모델링을 수행하였다. 제어기 설계를 위해, 풍력 발전시스템은 서로 상대적으로 구속한 체 운동하는 1 자유도 시스템으로 가정하여 선형 방정식을 수립하고, 로터 회전속도를 제어하기 위해 PID 제어기를 설계하였다. FORTRAN 언어를 기반으로 작성된 비선형 시뮬레이터 WINSIM을 이용하여 다양한 풍속 시나리오와 운전 방식에서 제어기의 성능을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.111-118
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• 2022

전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.180-190
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• 1997

잠수함이 저심도 조건에서 특수임무 수행시, 표면파도 및 조류등 외란의 영향하에서 요구심도 및 위치 유지를 위한 강인한 자동항법장치 설계는, 첨단 군용 잠수함 개발에 필수적이다. 본 연구는 잠수함 조종 운동역학계에 기초하여, 정확한 심도 및 피치 운동 제어를 위해 선형 행렬 부등식을 이용한 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 설계법을 사용, 다중 목적 함수로 표현된 잠수함의 조종성능들을 개선하였다. 또한, 제어기 설계법의 타당성을 수치 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 결과적으로 본 제어법은 각종 외란 및 계의 불확실성하에서 잠수정의 만족스러운 과도 상태 응답과 일정 심도 유지 및 피치 각도 변동 최소화에 적합한 강인한 방법임이 검증되었다.