본 논문에서는 직렬형 하이브리드 자동차의 운전특성을 분석하기 위한 PSIM 시뮬레이터의 개발에 대하여 기술한다. 직렬형 하이브리드 자동차는 엔진이 전동기와 전기적으로 결합되어 있으며 전동기의 출력에 의해서만 구동된다. 엔진/발전기, 전동기, 기어와 같은 파워트레인 각 구성요소들의 정격은 에너지 개념을 이용한 시스템과 Electrical Peaking Hybrid (ELPH)를 이용하여 모델링할 수 있는데, 설계된 하이브리드 자동차를 개발된 PSIM 시뮬레이터를 이용하여 특정 운전주기 하에서 평가하고 분석하였다. 기계적 제동이 사용되는 경우와 회생제동이 사용되는 경우 각각에 대하여 전동기의 평균 입력을 비교하였으며 시뮬레이션 결과를 바탕으로 직렬형 하이브리드 자동차의 연비를 분석하였다.
UAV(Unmanned Air Vehicle) 시스템은 새로운 알고리즘과 소프트웨어 디자인에 바탕을 두고 빠르게 발전하고 있다. 빠르게 발전하는 현대의 UAV 시스템은 상황에 따른 효과적이고 지능적인 제어를 요구한다. 이에 본 논문에서는 UAV 시스템의 효과적이고 지능적인 제어를 위하여 이산사건 시스템인 조종사 모델과의 연동 모델링을 제안한다. 비행기 모델은 연속시간 시스템으로 표현되며, 자세한 표현력을 바탕으로 정량적이고 정확한 비행기 모델을 표현할 수 있다. 또한, 조종사 모델은 이산사건 시스템으로 표현되며, 각 사건과 시스템의 상태에 따른 정성적인 행동제어를 가능하게 한다. 본 연구는 한국항공대학교에서 개발한 이산사건 시뮬레이터인 DEJAVA(DEVS Java)와 연속시간시뮬레이터인 MATLAB 시뮬레이터 환경을 바탕으로 NASA에서 개발된 HL20 비행시뮬레이터와 지능제어시스템을 이용한 조종사 모델을 사용하여 구현되었다.
사이버 물리 시스템(cyber-physical system, CPS) 환경에서는 이기종의 물리 시스템과 연산 장치들이 대규모로 구축되기 때문에 사전에 시뮬레이션을 통해 시스템의 동작을 검증하는 것이 필요하다. CPS 시뮬레이션의 기술적 이슈 중 하나는 시간 동기화 문제이다. CPS 환경에서는 분산 시스템 간의 실시간 제어가 요구되기 때문에 모델의 복잡도가 높을 경우, 다른 모델과의 시간 오차로 인해 잘못된 데이터 및 제어 명령을 전송할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 연속 시간 시스템 속성과 이산사건 시스템 속성을 모두 가지는 CPS 하이브리드 모델에 대하여 시간 동기화 알고리즘을 제시하고, 이를 탑재한 CPS 시뮬레이터를 개발한다. 또한, 시스템 간의 상호작용 뿐 아니라, 하드웨어를 통한 사용자 제어를 고려하여 CPS 시뮬레이션을 수행함으로써 제안된 알고리즘 및 시뮬레이터의 실행을 검증한다.
하이브리드 시스템은 서로 다른 상태와 시간을 가지는 부 시스템의 조합으로 이루어진다. 대표적인 예가 이산 사건 시스템과 연속 시간 시스템의 조합이다. HDEVS 형식론은 이러한 하이브리드 시스템을 모델링하고 분석하기 위해 제안되었는데, 이러한 형식론을 통해 모델러는 수학적인 형식론에 기초한 계층적이고 모듈성이 있는 모델을 설계할 수 있었다. 그러나 HDEVS 형식론이 주로 분산된 연동 시뮬레이션에 적용되었기 때문에 모델러는 하이브리드 시스템을 연동에 참여할 시뮬레이터에 맞게 서로 다른 모델들로 구분하여 재구성해야 했다. 따라서 모델은 시스템을 그대로 표현하기보다 나누어진 모델들의 연동 구조로 표현되었다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하고 통합된 하이브리드 모델을 만들 수 있는 모델링 방법론과 그에 대한 시뮬레이션 방법론을 제안한다. 기존에 연동형 구조에 적용되었던 것과 달리, 하이브리드 시스템은 그 시스템 본래의 형태 그대로 통합된 모델로 모델링 될 수 있다. 또한 이 논문은 제안하는 모델링 방법론에 따르는 시뮬레이션 엔진 구조에 대해서 논하고 물탱크 조절 예제를 통한 간단한 사례 연구도 포함한다.
본 논문은 SSD를 캐쉬로 사용하는 하이브리드 저장장치에서 캐쉬에 저장할 데이터를 찾기 위한 BLOCS 기법을 제안한다. 시퀀스 패턴 마이닝을 사용하는 BLOCS 기법은 파일시스템에서 호출하는 섹터들의 연관성을 발생한 순서를 고려하여 빈번히 요청되는 섹터들의 집합을 생성한다. 비교 분석을 위해 탐색거리(DIST) 기반 기법과 요청 빈도(FREQ) 기반 기법 그리고 빈도와 크기의 곱(F-S) 기반 기법을 제안하였다. 제안한 캐슁 기법을 평가하기 위해 하이브리드 캐슁 시뮬레이터를 개발하여 적중률과 응답시간 정보를 얻는다. 부팅 시 발생하는 I/O의 흐름자료와 10개의 응용프로그램들의 실행 시나리오에서 발생한 I/O 흐름자료를 수집하여 캐쉬 시뮬레이터의 입력으로 사용하였다. 실험 결과 부팅 흐름자료에서 제안한 BLOCS 기법이 61%의 적중률을 나타내서 적중률이 가장 낮았던 거리 우선 기반 기법에 비해 15% 더 높은 적중률을 보였다.
본 논문은 VRLA 배터리와 Ultra-Capacitor 모듈을 이용한 복합형 에너지 저장시스템에서 우수한 출력 특성을 가진 Ultra-Capacitor 모듈의 SOC를 정확하게 산출하고 보정하는 알고리즘을 소개하고, 마일드 하이브리드 자동차(MHEV)의 운행 조건을 모사한 사이클 프로파일과 차량 시뮬레이터 장비를 활용하여, 제안된 알고리즘의 유용성을 확인하였다.
본 논문에서는 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)의 실제 주행패턴 데이터를 기준으로 하이브리드 전력 시스템용 양방향 DC-DC 컨버터를 설계하고, 시뮬레이터를 구성한다. HEV의 주행패턴 데이터 중 가 감속 구간 일부를 선택하여 전기적 부하 변화로 모델링하고, 이를 통해 양방향 DC-DC 컨버터의 모드별 동작을 시뮬레이션 한다.
Hybrid Electronic Vehicle (HEV) is one of the solutions of high oil price and environment problem. Recently, study of HEV is important for automobile industry. However HEV has a lot of components and there are many cases for assembling, it's impossible to test results from assembling by using real vehicles. To solve this problem, hybrid system simulator is required. The purpose of this study is to develop and optimize of engine module for hybrid system simulator. The commercial 1-D engine simulation program, WAVE is used to get the engine capacity and performance data and 1-D simulation model of base engine is compared with engine experiment results. Using the data, the engine module is developed based on the MATLAB Simulink. There are blocks of base engine, Single-CVVT engine and Dual-CVVT engine. The effect of acceleration and deceleration is applied to each engine block. In addition, the control and processing logics for CIS technology are developed. Finally the simulator operates FTP-72 mode test.
최근 풍력발전등의 분산전원 설치가 많아짐에 따라 계통연계 인터페이스 필터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 인터페이스 필터는 LCL 필터인 경우가 대다수인데 그 제작과 설치 비용이 만만치않음이 현실이다. 그 중 코어와 코일의 복합체인 인덕터의 설치에 노력과 비용이 가장 크게 들어간다고 볼 수 있다. 본 논문은 최근의 하이브리드 타입의 코어에 착안하여 인덕터 설계에 있어서 페라이트/더스트코어 혹은 하이브리드타입 코어를 인입쪽의 인덕터(L1)요소로 하고 계통 인출쪽 인덕터(L2)를 규소강판으로 하는 혼합형 LCL 필터를 제안한다. 인입쪽의 L1C필터는 LPF로 작동하므로 L2를 저주파수용 규소강판으로 설계하여 결과적으로 비용을 저감함이 본 논문의 초점이다. 그 효과는 선형 재질을 사용한 PSIM 시스템 시뮬레이터를 활용하여 검증한다.
Efforts are being made to replace ship diesel engines with electric propulsion motors in response to emission regulations. In particular, in the case of short-range small ships, research is being conducted to replace polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) with power sources. However, PEMFC has problems such as slow dynamic response characteristics and reduced durability at high temperatures. To solve this problem, a high-precision ship model was developed with power distribution and thermal management strategies applied, and through this, the required power, heat, and power characteristics of the propulsion system according to the ship's speed profile were analyzed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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