• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권1호
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• pp.10-20
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• 2007

For spacecraft attitude control, reaction wheel (RW) steering laws with more than three wheels for three-axis attitude control can be derived by using a control allocation (CA) approach.1-2 The CA technique deals with a problem of distributing a given control demand to available sets of actuators.3-4 There are many references for CA with applications to aerospace systems. For spacecraft, the control torque command for three body-fixed reference frames can be constructed by a combination of multiple wheels, usually four-wheel pyramid sets. Multi-wheel configurations can be exploited to satisfy a body-axis control torque requirement while satisfying objectives such as minimum control energy.1-2 In general, the reaction wheel steering laws determine required torque command for each wheel in the form of matrix pseudo-inverse. In general, the attitude control command is generated in the form of a feedback control. The spacecraft body angular rate measured by gyros is used to estimate angular displacement also.⁵ Combination of the body angular rate and attitude parameters such as quaternion and MRPs(Modified Rodrigues Parameters) is typically used in synthesizing the control command which should be produced by RWs.¹ The attitude sensor signals are usually corrupted by noise; gyros tend to contain errors such as drift and random noise. The attitude determination system can estimate such errors, and provide best true signals for feedback control.⁶ Even if the attitude determination system, for instance, sophisticated algorithm such as the EKF(Extended Kalman Filter) algorithm⁶, can eliminate the errors efficiently, it is quite probable that the control command still contains noise sources. The noise and/or other high frequency components in the control command would cause the wheel speed to change in an undesirable manner. The closed-loop system, governed by the feedback control law, is also directly affected by the noise due to imperfect sensor characteristics. The noise components in the sensor signal should be mitigated so that the control command is isolated from the noise effect. This can be done by adding a filter to the sensor output or preventing rapid change in the control command. Dynamic control allocation(DCA), recently studied by Härkegård, is to distribute the control command in the sense of dynamics⁴: the allocation is made over a certain time interval, not a fixed time instant. The dynamic behavior of the control command is taken into account in the course of distributing the control command. Not only the control command requirement, but also variation of the control command over a sampling interval is included in the performance criterion to be optimized. The result is a control command in the form of a finite difference equation over the given time interval.⁴ It results in a filter dynamics by taking the previous control command into account for the synthesis of current control command. Stability of the proposed dynamic control allocation (CA) approach was proved to ensure the control command is bounded at the steady-state. In this study, we extended the results presented in Ref. 4 by adding a two-step dynamic CA term in deriving the control allocation law. Also, the strict equality constraint, between the virtual and actual control inputs, is relaxed in order to construct control command with a smooth profile. The proposed DCA technique is applied to a spacecraft attitude control problem. The sensor noise and/or irregular signals, which are existent in most of spacecraft attitude sensors, can be handled effectively by the proposed approach.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제39권2호
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• pp.69-75
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• 2014

Purpose: This paper is aimed at analyzing the heating performance of the vertical closed loop type Geothermal Heat Pump System (GHPS) distributing the farm site and providing basic data of the GHPS. Method: Seedling greenhouse heating was made from October 2012 to May 2013. The seedling greenhouse was divided into 4 sectors (A, B, C and D zone, total $3,300m^2$) with different temperatures. It was heated from 5PM to 8AM, and during the night the greenhouse was covered by non-woven fabric thermal curtains along the upper 2m of the greenhouse for temperature maintenance. In order to analyze the heating performance of the GHPS, power consumption and operating time of the GHPS, inlet and outlet water temperature of the condenser, temperatures of each zone of the greenhouse, and ambient temperature were measured. Results: When operating only one heat pump unit, heat generated in the condenser decreased as the experiment progressed and power consumption increased correspondingly. However, the heating coefficient of performance decreased from 3.3 to 2.0 rapidly. Also, when operating two heat pump units, heat generated in the condenser decreased and power consumption increased. Heating coefficient of performance decreased from 4.5 to 3.7 rapidly. When the set temperature of the greenhouse was $13.7{\sim}20.1^{\circ}C$ and minimum ambient temperature was $-20.8{\sim}4.8^{\circ}C$, the annually accumulated heat and power consumption were 520,623 kW, 142,304 kW, respectively. Conclusion: When the set temperature of the greenhouse was $13.7{\sim}20.1^{\circ}C$ and the minimum ambient temperature was $20.8{\sim}4.8^{\circ}C$, the annually accumulated heat and power consumption were 520,623 kW, 142,304 kW, respectively. When operating only one heat pump unit, the heating COP was 2.0~3.3, and when operating 2 heat pump units, it was 3.7~4.5. If several heat pumps are installed in one GHPS, it is suggested that all heat pumps be operated except in special cases. Because the scale of the water pumps are set to the scale of when all heat pump units are operating, if even one unit is not operating, the power consumption will increase. That becomes the cause of COP decrease.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.822-829
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• 2015

본 논문에서는 압전재료를 이용하여 중소형 무인기 브레이크 시스템에 적용 가능한 압전유압펌프를 설계 및 제작하고, 제작된 압전유압펌프의 성능검증 실험을 수행하였다. 중소형 무인기급 목표 항공기를 선정하여 브레이크 시스템의 요구조건을 분석하였으며, 이를 바탕으로 압전유압펌프의 성능 요구조건을 선정하였다. 요구조건을 만족하는 압전유압펌프의 형상설계를 수행하였으며, 고속 동작 조건에서도 유체의 역류를 효과적으로 차단시킬 수 있는 체크밸브를 비롯한 모든 구성품을 제작하였다. 제작된 압전유압펌프의 성능검증을 위해 실험장치를 구성하여 무부하 토출특성, 부하 시 압력형성 특성실험을 수행하였다. 실험결과, 무부하 최대 토출유량은 80 Hz에서 120.04 cc/min이고, 부하 시 최대 토출압력은 140 Hz에서 783.17 psi이고, 압력형성 반응속도는 약 30 ms 이내임을 확인하였다. 이는 설계 제작된 압전유압펌프가 펌프성능 요구조건을 충족하고 있다고 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.80-87
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• 2006

CCTV(Closed Circuit TeleVision)에 사용되는 CCD(Charge Coupled Device)는 일본의 소니가 시장을 $80\%$ 선점하고 있다. 이는 다른 회사가 따라오지 못할 만큼의 성능을 가지고 있기 때문인데, 문제는 CCD에서 사용되는 clock 주파수가 범용 비디오 인코더에서 사용하는 주파수와 다르다는 것이다. 이 때문에 범용 비디오 인코더를 사용하여 TV 출력을 만들려면, 화면 크기를 조절해 주는 scaler와 2개 clock의 동기를 잡아주는 PLL(Phase Loop Lock)이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 scaler와 PLL을 사용하지 않고도 TV 출력 신호를 만들 수 있도록 CCD와 동일한 clock으로 동작하는 비디오 인코더를 제안한다. 본 비디오 인코더는 ITU-R BT.601 4:2:2, ITU-R BT.656 중 하나의 입력을 받아서 NTSC, PAL등의 S-video 신호와 CVBS(Composite Video Baseband Signals)로 바꾸어 준다. 입력 클럭이 가변하기 때문에 인코더 내부에서 사용하는 필터의 특성도 가변되도록 설계하였고 하드웨어 크기를 줄이기 위해서 곱셈기를 사용하지 않는 구조로 설계하였다. 명암 신호와 색차 신호를 위한 디지털 필터의 bit width는 하드웨어 설계 시 발생할 수 있는 오차를 ${\pm}1$ LSB(Least Significant Bit) 이하가 되도록 정하여 양질의 복합 영상 신호를 만들 수 있도록 하였다. 제안된 시스템은 Altera FPGA인 Stratix EP1S80B953C6ES을 이용하여 검증을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.219-225
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• 2020

본 연구는 요구되는 전압효율이 83% 이상인 풍량 10,000 ㎥/min급의 장수명 송풍기를 개발하기 위하여 송풍기를 설계·제작하여 송풍기 성능시험과 침식 실험을 통하여 개발품에 대한 성능을 확인하였다. Dust deflector의 영향을 살펴보기 위하여 각기 다른 길이의 Dust deflector를 갖는 5가지의 실험용 임펠러를 제작하여 침식 실험을 수행하였다. 가혹한 조건으로 실험을 수행하기 위하여 침식을 유발하는 분진 대체재로 1kg의 스틸 쇼트 볼(𝛷0.2 mm)을 사용하였다. 자체 제작한 폐루프 타입의 침식 실험 장치에서 160시간 동안 연속으로 가동 운전하여 실험하였다. Dust deflector에 의한 침식성능을 평가하기 위하여 마모두께를 측정하였다. 3차원 스캐너로 침식 실험 전 형상과 침식 실험 후 형상을 스캐닝하여 마모두께를 측정하였다. 모델 송풍기를 설계·제작하여 송풍기 성능을 시험한 결과, 모델 송풍기 측정값을 기준으로 개발 송풍기로의 환산 결과 전압 690.6 mmAq, 풍량 16,243.6 ㎥/min, 효율 83.6 %로 나타났다. 송풍기의 침식 실험 장치를 설계·제작하여 가혹한 조건으로 침식 실험을 수행하여 dust deflector가 부착된 송풍기인 개발 송풍기가 dust deflector가 없는 기존 송풍기에 비하여 임펠러 마모두께를 기준으로 190 % 이상의 개선 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 농촌지도와개발
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• 제16권2호
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• pp.363-384
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• 2009

This study aimed at finding directions for Korean agriculture to establish a new paradigm of sustainable development. Various problematic issues and concerns in the environment necessitate the transformation of Korea's development paradigm from unconditional growth to "Green Growth" through new policies on green value and review of various advanced researches. In this research, the environment-friendly agriculture's problems, particularly in agribusiness were analyzed. Drawing from Michael Porter's Value Chain Analysis, this research developed a value chain model in agriculture that reflects the environment and the present situations. Future directions in the agriculture sector were also discussed. Korea realized food self-sufficiency through the green revolution in the early 1970s. However, a lot of problems have also occurred, including ground and water pollution and the destruction of ecosystems as a result of the overuse of pesticides and chemical fertilizers. In the late 1970s, the growing interest on environment-friendly agriculture led to the introduction of sustainable methods and techniques. Unfortunately however, these were not innovative enough to foster environment-friendly agriculture. Thereafter, the consumers' distrust on agricultural products has worsened and concerns about health have increased. In view of this, the Ministry of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries introduced in December 1993 a system of Quality-Certified Products for organic and pesticide-free agri-foods. Although a fundamental step toward the sustainability of the global environment, this system was not enough to promote environment-friendly agriculture. In 2008, Korea's vision is for "Low Carbon Green Growth" to move forward while also coping with climate change. But primary sectors in a typical value chain do not consider the green value of their operations nor look at production from an environmental perspective. In order to attain sustainable development, there is a need to use less resources and energy than what is presently used in Korean agricultural and value production. The typical value chain should be transformed into a "closed-loop" such that the beginning and the end of the chain are linked together. Such structure allows the flow of materials, products and even wastes among participants in the chain in a sustained cycle. This may result in a zero-waste sustainable production without destroying the ecosystem.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권1호
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• pp.29-38
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• 2018

Background: Radon contributing about 42% of annual average dose, mainly comes from soil. In this paper, standard measurement procedures for soil radon exhalation rate are suggested and their measurement uncertainties are analyzed. Materials and Methods: We used accumulation method for estimating surface exhalation rate. The closed-loop measurement system was made up with a RAD7 detector and a surface chamber. Radon activity concentrations in the system were observed as a function of time, with data collection of 5 and 15-minute and the measurement time of 4 hours. Linear and exponential fittings were used to obtain radon exhalation rates from observed data. Standard deviations of measurement uncertainties for two approaches were estimated using usual propagation rules. Results and Discussion: The exhalation rates (E) from linear approach, with 30 minutes measurement time were $44.8-48.6mBq{\cdot}m^{-2} {\cdot}s^{-1}$ or $2.14-2.32atom{\cdot}cm^{-2}{\cdot}s^{-1}$ with relative measurement uncertainty of about 10%. The contributions of fitting parameter A, volume (V) and surface (S) to the estimated measurement uncertainty of E were 59.8%, 30.1% and 10.1%, in average respectively. In exponential fitting, at 3-hour measurement we had E ranged of $51.6-69.2mBq{\cdot}m^{-2} {\cdot}s^{-1}$ or $2.46-3.30atom{\cdot}cm^{-2}{\cdot}s^{-1}$ with about 15% relative uncertainty. Fitting with 4-hour measurement resulted E about $51.3-68.2mBq{\cdot}m^{-2} {\cdot}s^{-1}$ or $2.45-3.25atom{\cdot}cm^{-2}{\cdot}s^{-1}$ with 10% relative uncertainty. The uncertainty contributions in exponential approach were 75.1%, 13.4%, 8.7%, and 2.9% for total decay constant k, fitting parameter B, V, and S, respectively. Conclusion: In obtaining exhalation rates, the linear approach is easy to apply, but by saturation feature of radon concentrations, the slope tends to decrease away from the expected slope for extended measurement time. For linear approach, measurement time of 1-hour or less was suggested. For exponential approach, the obtained exhalation rates showed similar values for any measurement time, but measurement time of 3-hour or more was suggested for about 10% relative uncertainty.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.831-846
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• 2023

한반도의 대표적인 습곡-단층대 중 하나인 옥천대의 주천-평창지역에는 경기육괴 기반암을 고생대 조선누층군 및 시대미상의 방림층군 상위로 충상시키는 다수의 트러스트 단층이 발달한다. 이 지역의 트러스트들은 상반의 암체가 하반의 암체로 완전히 둘러싸인 폐곡선 형태의 독특한 자취를 보이며, 이는 전형적인 클리페의 지질도 상 특징으로 해석될 수 있다. 특히, 연구 지역과 같이 트러스트 상반에 기반암을 포함하는 클리페의 경우에는 습곡-단층대 배후지의 구조 발달을 이해하는데 중요하다. 그러나 클리페 구조가 잘 정의되기 위해서는 층서적으로 오래된 암체가 트러스트를 경계로 상대적으로 젊은 암체의 상위에 구조적으로 완전히 고립된 형태를 보여야 하기 때문에, 연구지역에 넓게 분포하는 시대미상 방림층군의 지질연대가 매우 중요하다. 본 연구에서는 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정을 통해 획득한 방림층군의 최대 퇴적시기와 야외조사 결과 및 기존 연구를 종합하여, 방림층군을 아래로는 선캄브리아시대 화강편마암과 위로는 전기 고생대 조선누층군 양덕층군(장산층, 묘봉층)의 지층 사이에 놓이는 고생대 캄브리아기 최하부 지층에 대비하였다. 이를 바탕으로 평창지역에 대한 구조기하 형태 연구를 수행한 결과, 운교리트러스트와 방림트러스트는 하나의 습곡된 트러스트이며 운교리트러스트 상반의 암체들이 하반 암체들에 의해 완전히 고립된 특징을 보이는 클리페 모델로 해석이 가능함을 확인하였다. 향후 주천-평창지역에 대한 구조지질학적 측면의 후속 연구들을 통해 클리페 모델에 대한 추가적인 테스트가 이루어진다면, 옥천대의 구조 진화에 있어서 기반암을 포함하는 변형 기작의 역할에 대해 중요한 정보를 획득할 수 있을 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.96-107
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• 2004

본 연구에서는 고도의 비선형 로봇 매니플레이터를 위한 새로운 적분 가변 구조 제어기를 설계하였다. 특수 적분 슬라이딩 면과 외란 관찰기를 이용한 사전 성능을 갖는 개선된 레귤레이션 제어이다. 어떠한 리칭 구간도 없이 주어진 초기조건부터 원점까지 슬라이딩 궤적을 정확히 사전 결정하기 위하여 특수한 초기 조건을 갖는 적분 변수를 갖는 슬라이딩 면이 채택되었다. 그리고 외란 관찰기를 사용한 연속 입력은 큰 계산 부하 없이 사전 추적오차 범위내의 사전에 결정된 슬라이딩 궤적을 추적하게 한다. 사전에 결정된 슬라이딩 궤적을 사전에 결정된 추적 오차의 성능은 슬라이딩 면의 값과 슬라이f딩 출력의 오차와 관계와 페루프 안정성과 함께 두 개의 정리를 통하여 명확히 검진되었다. 제안된 레귤레이션 제어기의 설계는 성능 설계와 강인성 설계로 각 독립 링크 상에 분리된다. 제안된 알고리즘의 유용성은 매개변수 불확실성과 페이로드 변동하의 이 축 로봇의 레귤레이션 제어에 대한 시뮬레이션 연구를 통하여 무 리칭 구간, 무 오버슈트, 사전 추적 오차를 갖는 사전 결정 출력, 용이한 출력 가변성, 설계 단계의 분리 등의 관점에서 입증되었다.

• 대한지리학회지
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• 제45권1호
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• pp.11-25
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• 2010

국가 비전으로 천명된 녹색성장의 배경에는 기후변화와 지속가능한 발전 세계화, 현 정권의 대선공약, 아 태지역의 경제성장 논리가 자리 잡고 있다. 녹색성장은 지속가능한 발전에 비해 환경보전과 사회정의에 대한 배려가 부족하다. 명호를 '녹색발전'으로 변경하고, 사회통합부분이 수용되어야 한다. 기후변화는 지리학에 대한 수요를 증가시킬 것이고 그 자체는 지라학의 실험장이 될 것이다. 지구촌의 현안은 점차 복잡계의 특성으로 이행되고 있다. 이러한 경향은 지구시스템학과 지속가능학과 같은 연구 응용 프로그램을 태동시켰으며, 지리학은 이들 프로그램의 포털로 간주되고 있다. 녹색지역개발을 위해서는 전체론적 관점에서 지역의 잠재력을 파악하고 적정한 발전목표를 탐구해야 한다. 세계적 생산 네트워크에 편입할 수 있는 잠재력을 지닌 지역과 그렇지 아니한 지역은 서로 발전방향이 달라야 한다. 생태적으로 건강한 도시지역을 위해서는 지역 내에서 생산과 소비가 긴밀히 연결되어 순환 고리가 형성되도록 지역발전전략이 선택되어야 한다. 녹색생활양식은 저탄소의 기초를 이룬다. 한반도의 기후환경이 변하고 에너지 효율화가 요구되는 조건에서 녹색발전을 성취하기 위해서는 지리학적 통찰력과 상상력이 절실하다.