• 제목/요약/키워드: Digital magnetic sensor

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A High-efficiency Method to Suppress Transformer Core Imbalance in Digitally Controlled Phase-shifted Full-bridge Converter

  • Yu, Juzheng;Qian, Qinsong;Sun, Weifeng;Zhang, Taizhi;Lu, Shengli
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권3호
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    • pp.823-831
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    • 2016
  • A high-efficiency method is proposed to suppress magnetic core imbalance in phase-shifted full-bridge (PSFB) converters. Compared with conventional solutions, such as controlling peak current mode (PCM) or adding DC blocking capacitance, the proposed method has several advantages, such as lower power loss and smaller size, because the additional current sensor or blocking capacitor is removed. A time domain model of the secondary side is built to analyze the relationship between transformer core imbalance and cathode voltage of secondary side rectifiers. An approximate control algorithm is designed to achieve asymmetric phase control, which reduces the effects of imbalance. A 60 V/15 A prototype is built to verify the proposed method. Experimental results show that the numerical difference of primary side peak currents between two adjacent cycles is suppressed from 2 A to approximately 0 A. Meanwhile, compared with the PCM solution, the efficiency of the PSFB converter is slightly improved from 93% to 93.2%.

이동 물체 탐지를 위한 자기센서 응용 신호처리 기법 (Light-weight Signal Processing Method for Detection of Moving Object based on Magnetometer Applications)

  • 김기태;곽철현;홍상기;박상준;김건욱
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제46권6호
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    • pp.153-162
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    • 2009
  • 본 논문에서는 이동 금속 물체 탐지 목적의 무선 센서네트워크 응용 시스템에 이용 가능한 저연산, 저전력 소모를 목적으로 하는 간결한 신호처리 알고리즘을 제안한다. 일반적 센서노드에 주로 사용되는 자기센서의 물리적 특성을 분석하고 Exponential Average method(EA)를 사용하여 시간 영역에서 실시간으로 센서 신호를 처리한다. EA를 사용하여 잡음, 시간, 온도에 따른 자기장 변화, 외부 간섭에 강인하면서 임베디드 프로세서에 적합한 적은 메모리소모와 연산량을 가진다. 또한 통계적 분석을 통해 제안하는 알고리즘의 최적화된 파라미터 값을 도출하고 적용하였다. 보편적으로 사용되는 자기 센서 모델의 시뮬레이션 결과 5%의 오경보 확률에서 90%이상의 이동 물체를 탐지할 수 있었다. 그리고 직접 제작한 센서 노드의 모델링 및 이를 이용한 시뮬레이션과 외부 실험의 결과 60~70% 이상의 탐지 확률을 확인하였다.

Development of a Novel Direct-Drive Tubular Linear Brushless Permanent-Magnet Motor

  • Kim, Won-jong;Bryan C. Murphy
    • International Journal of Control, Automation, and Systems
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    • 제2권3호
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    • pp.279-288
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    • 2004
  • This paper presents a novel design for a tubular linear brushless permanent-magnet motor. In this design, the magnets in the moving part are oriented in an NS-NS―SN-SN fashion which leads to higher magnetic force near the like-pole region. An analytical methodology to calculate the motor force and to size the actuator was developed. The linear motor is operated in conjunction with a position sensor, three power amplifiers, and a controller to form a complete solution for controlled precision actuation. Real-time digital controllers enhanced the dynamic performance of the motor, and gain scheduling reduced the effects of a nonlinear dead band. In its current state, the motor has a rise time of 30 ms, a settling time of 60 ms, and 25% overshoot to a 5-mm step command. The motor has a maximum speed of 1.5 m/s and acceleration up to 10 g. It has a 10-cm travel range and 26-N maximum pull-out force. The compact size of the motor suggests it could be used in robotic applications requiring moderate force and precision, such as robotic-gripper positioning or actuation. The moving part of the motor can extend significantly beyond its fixed support base. This reaching ability makes it useful in applications requiring a small, direct-drive actuator, which is required to extend into a spatially constrained environment.

유도형 교류 서보전동기의 고응답 구동회로 설계에 관한 연구 (Design of High-Response Speed Control System for AC Servomotor Drive)

  • 성영권;조철제
    • 대한전기학회논문지
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    • 제41권5호
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    • pp.474-482
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    • 1992
  • This paper describes the speed control system of an induction type ac servomotor drive on the vector control basis of slip frequency and constant secondary flux control for a quick torque response. The system is composed of a digital controller using a SCB-V50 microprocessor and a PWM inverter with power MOSFETs for high speed switching. And, for the measurement of actual instantaneous currents, MDCS A070-051 hall sensors are employed. The rising time of step responce by this system through the test of a 600[W] ac servomotor is 30[ms]. Overall experimental result shows that the drive performance of the system is similar to that of a separately excited armature current control of a dc motior.

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전력선통신(Power Line Communication) 기반 센서네트워크를 이용한 크루즈선 승무원 지원 시스템 개념연구 (Conceptual Design of Crew Support System Based on Wireless Sensor Network and Power Line Communication for Cruise Ship)

  • 강희진;이동곤;박범진;백부근;조성락
    • 대한조선학회논문집
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    • 제46권6호
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    • pp.631-640
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    • 2009
  • The highest priority of the cruise trip is the safety and comfort of its passengers. Though the cruise lines take every appropriate measure to ensure that their Passengers are safe and experience enjoyable vacations it is hard to fulfill all passenger's personnel requirement with limited number of crews. Generally, each passenger is issued an identification card which contains their digital photo and personal identification information on a magnetic strip that he or she must present when entering or leaving the ship. This technology allows the ship to know which Passengers and crew members are on board and which are not. However, this system has some limitations of functions and usage. To support each passenger as his or her personal liking, additional number of crews or some kind of new system is needed. In this paper, the crew support system based on sensor network using wireless and wired communication technologies was studied. To design the system, PLC(Power Line Communication) system and ZigBee based passenger location recognition, classification system has studied experimentally. By using this system, crews can serve passengers more closely and personally with less effort.

Ring-Type Rotary Ultrasonic Motor Using Lead-free Ceramics

  • Hong, Chang-Hyo;Han, Hyoung-Su;Lee, Jae-Shin;Wang, Ke;Yao, Fang-Zhou;Li, Jing-Feng;Gwon, Jung-Ho;Quyet, Nguyen Van;Jung, Jin-Kyung;Jo, Wook
    • 센서학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.228-231
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    • 2015
  • Ultrasonic motors provide high torques and quick responses compared to their magnetic counterparts; therefore, they are widely used in small-scale applications such as mobile phones, microrobots, and auto-focusing modules in digital cameras. To determine the feasibility of lead-free piezoceramics for ultrasonic motor applications, we fabricated a ring-type piezoceramic with a KNN-based lead-free piezoceramic (referred to as CZ5), intended for use in an auto-focusing module of a digital camera. The vibration of the lead-free stator was observed at 45.1 kHz. It is noteworthy that the fully assembled lead-free ultrasonic motor exhibited a revolution speed of 5-7 rpm, even though impedance matching with neighboring components was not considered. This result suggests that the tested KNN-based piezoceramic has great potential for use in ultrasonic motor applications, requiring minimal modifications to existing lead-based systems.

실시간 공중 자료획득 시스템을 위한 GPS/MEMS IMU 센서 검증 및 GPS/INS 통합 알고리즘 (GPS/INS Integration and Preliminary Test of GPS/MEMS IMU for Real-time Aerial Monitoring System)

  • 이원진;권재현;이종기;한중희
    • 한국측량학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.225-234
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    • 2009
  • 실시간 공중 자료획득 시스템은 긴급상황에서 DEM, 정사영상과 같은 공간정보를 실시간으로 생성하기 위해 빠른 자료 수집을 수행하는 시스템이다. 이러한 시스템에서 GPS와 INS는 플랫폼의 위치와 자세정보를 획득 하는데 중요한 역할을 한다. 그러므로 이번 연구에서는 실시간 공중 자료획득 시스템에 장착될 GPS/MEMS IMU 센서의 성능을 평가하였다. 그리고 시뮬레이션 데이터를 통하여 실시간 자료 수집에 더욱 적절한 GPS/INS 통합 알고리즘을 확인하였다. 정지 상태와 이동 상태에서의 GPS/MEMS IMU 센서 성능 평가 결과 각각 3$\sim$4m, 2$\sim$3m의 위치오차를 확인하였다. 또한 자기장 센서를 사용하는 Aerospace 모드에서 더 높은 정밀도의 자세 결과를 확인하였다. EKF와 UKF의 비교에서는 직선 뿐만 아니라 곡선에서도 많은 차이를 보이지 않았다. 하지만 계산 시간에서 EKF가 UKF에 비하여 약 25배 빠르므로 실시간 공중 자료획득 시스템의 GPS/INS 통합 알고리즘에는 EKF가 더욱 적합한 것으로 판단된다.

고속 신호처리 회로에 의한 고속철도 차륜검사 (Improvement of Signal Processing Circuit for Inspecting Cracks on the Express Train Wheel)

  • 황지성;이진이;권석진
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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    • pp.579-584
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    • 2008
  • 고속철도 차륜의 미소결함을 고속 고공간 분해 능으로 측정할 수 있는 새로운 비파괴검사법이 요구되고 있다. 본 연구는 종래의 스캔형 자기카메라를 개선하여, 다중증폭회로와 결함표시를 위한 펄스 발생기를 장착한 신호처리회로를 제안한다. 홀센서를 선형으로 배열하고, 배열의 직각방향으로 차륜이 정속으로 회전하게 하면, 차륜의 답면을 검사할 수 있다. 각각의 홀전압을 증폭하고, AD변환기를 통하여 $\mu$-processor에 의하여 시간에 따른 전압차, 즉 ${\partial}V_H/{\partial}t$를 연산한다. ${\partial}V_H/{\partial}t$가 결함의 존재를 의미하는 비교치보다 클 때 pulse 신호가 발생하여 결함을 지시한다. 휠 시험편을 이용하여 제안된 방법을 검증하였다.

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마커리스 트래킹 기반 증강현실 캐릭터 시스템 개발 (Development of Augmented Reality Character System based on Markerless Tracking)

  • 심현
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.1275-1282
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    • 2022
  • 본 연구에서는 AR글래스를 활용한 실시간 캐릭터 트래킹을 개발한다. 실시간 캐릭터 네비게이션은 특정하지 않은 공간을 가상 캐릭터가 이동하면서 안내를 해야 해서 일반적인 마커 기반 AR로는 불가능하다. 이를 대체하기 위해서 디지털 트윈 기술을 기반으로 하는 마커리스 AR 시스템을 개발하였다. 기존 마커리스 AR은 GPS, 비컨 등의 하드웨어를 기반으로 운영되기 때문에 위치에 대한 정확도가 낮고 시스템에서 처리하는 시간이 길어져 실시간 AR 환경에서는 신뢰도가 낮은 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 SLAM 기법을 활용하여 공간을 3D 개체로 구성하고, 디지털 트윈 기반의 마커리스 AR을 구성함으로써 실시간 AR 환경에서 별도의 하드웨어 개입 없이 AR 구현이 가능하게 된다. 이러한 실시간 AR 환경 구성은 여수박람회, 순천시 잡월드, 순천만 정원박람회 등 관광지에서 캐릭터를 이용한 트래킹 시스템을 구현을 가능하게 하였다.

AR기반 캐릭터 트래킹 네비게이션 시스템 개발 (AR-Based Character Tracking Navigation System Development)

  • 이석환;이정금;심현
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.325-332
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    • 2022
  • 본 연구에서는 Nreal에서 개발한 AR글래스를 활용한 실시간 캐릭터 네비게이션을 개발한다. 실시간 캐릭터 네비게이션은 특정하지 않은 공간을 NPC 캐릭터가 이동하면서 안내를 하기 때문에 일반적인 마커 기반 AR로는 불가능하다. 이를 대체하기 위해서 디지털 트윈 기술을 기반으로 하는 마커리스 AR 시스템을 개발하였다. 기존 마커리스 AR은 GPS, 비컨 등의 하드웨어를 기반으로 운영되기 때문에 위치에 대한 정확도가 낮고 시스템에서 처리하는 시간이 길어져 실시간 AR 환경에서는 신뢰도가 낮은 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 SLAM 기법을 활용하여 공간을 3D 개체로 구성하고, 디지털 트윈 기반의 마커리스 AR을 구성함으로써 실시간 AR 환경에서 별도의 하드웨어 사용 없이 AR 구현이 가능하게 된다. 이러한 실시간 AR 환경 구성은 순천만 정원, 순천 드라마촬영장 등 관광지에서 캐릭터를 이용한 네비게이션 시스템 구현을 가능하게 하였다.