LQG/LTR control scheme is applied to the two axes stage using piezoelectric actuator for tracking reference input and suppressing hysteresis effect in this paper. The plant is combined with an integrator to improve the tracking ability. LQG/LTR controller is designed by making desirable target filter loop remove all poles except for an integrator included in new design plant model and loop transfer recovery. Decoupler in the shape of FIR filter is added to remove the coupling effect between the two axes motion and so feedback control loop is designed independently for the each axis motion.
본 논문은 기존의 오디오 DAC 칩 외부의 아날로그 저역통과 필터를 하나의 칩에 집적하기 위하여 디지털 보간 필터의 구조를 FIR와 IIR 필터를 혼합한 구조를 제시하였다. 제시된 디지털 보간 필터를 이용한 ${\Delta}{\Sigma}$ 변조기 출력은 통과대역 내 (>$0.41{\times}fs$) 진폭은 ${\pm}0.001dB,\;0.41{\times}fs$에서 감쇠는 -0.0025[dB], 저지대역 이상(>$0.59{\times}fs$)에서 감쇠는 -75dB였고, 통과대역 내에서 군지연이 30.07/fs[s]이고, 군지연 오차가 0.1672%였다. 또한 저지대역 65[kHz]에서 감쇠가 약 -20[dB] 향상되어 이로 인해 기존의 디지털 보간 필터 구조에 비해 아날로그 저역통과 필터의 RC 적을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.
SA 필터는 선형 필터와 순서통계에 기초한 비선형 필터의 특성을 모두 포함하는 광범위한 필터 군으로 소개되었으며, 필터의 구조는 다단 필터의 형태로 첫째 단를 이루는 부 필터(sub-filter)의 종류에 따라 SAMAX, SAMIN, SAMED, SAXOR 필터로 불린다. 본 논문에서는 비대칭 노이즈 환경에서 최적 SAMAX 필터와 SAMED 필터를 설계하고 영상신호에 대하여 적용함으로써 그 성능을 비교 분석 하였다. 실험 결과 대칭 노이즈에서는 두 필터의 성능이 동일하지만 비대칭 노이즈에서는 SAMAX 필터가 SAMED 필터 보다 우수한 성능을 가진다는 사실을 보여주었다. 이러한 새로운 사실은 SA 필터의 응용에서 기초적인 지침으로 활용될 수 있을 것이다.
최근 시스템의 규모가 커지고 복잡해지면서, 시스템 수준에서의 기능 검증방법론이 중요해지고 있다. 기능블록의 검증을 위해서는 주로 BFM(bus functional model)이 사용되며, 기능 검증에 대한 부담이 증가할수록 올바른 검증환경 구성의 중요성은 더욱 증가한다. SystemVerilog는 Verilog HDL의 확장으로 하드웨어 설계언어의 특징과 검증언어의 특징을 동시에 갖는다. 동일한 언어로 설계기술, 기능 시뮬레이션 그리고 검증을 진행할 수 있다는 것은 시스템개발에서 큰 이점을 갖는다. 본 논문에서는 SystemVerilog를 이용하여 AMBA 버스와 기능블록으로 구성된 DUT를 설계하고, 계층적 테스트벤치를 이용한 검증환경에서 DUT의 가능을 검증한다. 기능 블록은 Adaptive FIR 필터와 Booth's 곱셈기를 사용한다. 이를 통하여 검증환경이 DUT와 연결되는 인터페이스의 부분적인 변경을 통하여 다른 하드웨어의 기능을 검증하는데 재사용되는 이점을 가지고 있음을 확인한다.
When there exist parameter uncertainty, modelling errors and nonminimum phase zeros in control object system. the stability robustness of conventional LQG and LOG/LTR methods are not satisfactory[2, 8]. Since these methods are performed on the infinite horizon, it is very hard to establish exact design parameters and thus they have lots of problems to be applied to real systems, So in this paper we propose RHLQG/FIRF optimal controller which has robust stability against parameter uncertainty, nonminimum phase zeros and modelling errors. This method uses only the information around at present and therefore shows good performance even when we do not know exact design parameters. We here compare LQG and LQG/LTR method with RHLQG/FIRF controller and exemplify that RHLQG/FIRF controller has better robust stability performance via simulations.
대역통과용 표면 탄성파 필터 제작하기 위하여 Langasite 기판위에 빗살무의 변환기를 형성시켜 모의실험을 수행하였으며, 전극재료로는 Al-Cu를 사용하였다 모의실험을 바탕으로 입력단에는 IDT를 직렬형태로 연결시킨 block 형태로 하중을 가하는 전극 방법을 쓰고 출력단은 withdrawal 형태로 하중을 가하는 방법을 써서 제작하였다 이를 바탕으로 광대역의 SAW 필터 전극 설계 방식에 대한 적절한 위상조건도 얻고자 시도하였다. Langasite 기판위에 형성시킨 입출력 빗살무늬 변환기 전극 수는 50쌍, 두께는 5000$\AA$ 으로 하였으며, 반사기 폭은 3.6$mu$m으로 하였다. 제작한 필터의 주파수 특성은 중심주파수가 대략 190MHz정도, 대역폭은 8.2MHz 정도로 측정되었으며, matching 후 return-loss는 -l6dB 이하이고, 리플 특성은 4dB 정도이며, 반사에 의한 잔향은 -l8dB 이하로 측정되었다.
ROM은 디지털 시스템에서 전력 소모가 크고 속도의 병목현상을 갖는 블록이다. 점증적인 시스템의 고속화에 따라 ROM 설계시 전력소모 감소와 동작 속도 향상이 요구 된다 FFT 및 FIR 필터에 적용되는 ROM은 주소를 순차적으로 접근하는 방식의 ROM이 필요하며, 본 논문에서는 순차적으로 주소를 접근하는 ROM을 설계할 때 기존의 ROM과 같은 값을 출력 하면서 저장되는 셀을 줄일 수 있는 방법을 제안하였다 이러한 방법을 이용하면 비트라인에 연결된 저장 셀 개수가 감소되며 따라서 비트라인의 커패시턴스 값이 감소된다 비트라인의 커패시턴스 값이 감소하면서 지연시간 및 파워가 감소한다. 논문에서 예제로 사용한 Fill 계수 저장용 ROM의 경우 제안한 알고리즘을 적용하였을 때 저장 셀 '1'이 최대 86.3% 감소함을 알 수 있다.
넓은 통과대역과 좁은 천이대역폭을 갖는 디지털 필터는 이동통신 장비의 CODEC이나 의료장비등에 사용된다. 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터는 다른 주파수 특성의 디지털 필터에 비해 계수 및 내부신호의 양자화 영향을 크게 받기 때문에 긴 워드 길이가 요구되며 이로 인해 칩의 면적 및 소모 전력이 증가한다. 본 논문에서는 이러한 주파수 특성을 갖는 디지털 필터의 저전력 구현을 위하여 CPL (Complementary Pass-Transistor Logic), 격자 웨이브 디지털 필터와 수정된 DIFIR (Decomposed & Interpolated FIR) 알고리듬을 이용한 설계 방법을 제시한다. CPL에서의 단락전류 성분을 줄이기 위하여 PMOS 몸체효과, PMOS latch 및 weak PMOS를 이용하는 3가지 방법에 대해 시뮬레이션을 통하여 비교한 결과 전파지연, 에너지 소모 및 잡음여유 면에서 PMOS latch를 사용하는 방법이 가장 유리하였다. 통찰력을 가지고 CPL 회로를 최적화하기 위해 CPL 기본구조에 대해 시뮬레이션 결과로부터 전파지연과 에너지 소모에 대한 경험식을 유도하여 트랜지스터의 크기를 정하는데 적용하였다. 또한 필터계수를 CSD (Canonic Signed Digit)로 변환하고 계수 양자화 프로그램을 이용하여 필터계수의 non-zero 비트수를 최소화시켜 곱셈기를 효율적으로 구현하였다. 알고리듬 측면에서 하드웨어 비용을 최소화하기 위해 수정된 DIFIR 알고리듬을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 방법의 전력 소모가 기존 방법보다 38% 정도 감소되었다.
The filtered-x LMS (FX-LMS) algorithm has been applied to the active noise control (ANC) system in an acoustic duct. This algorithm is designed based on the FIR (finite impulse response) filter, but it has a slow convergence problem because of a large number of zero coefficients. In order to improve the convergence performance, the step size of the LMS algorithm was modified from fixed to variable. However, this algorithm is still not suitable for the ANC system of a short acoustic duct since the reference signal is affected by the backward acoustic wave propagated from a secondary source. Therefore, the recursive filteredu LMS algorithm (FU-LMS) based on infinite impulse response (IIR) is developed by considering the backward acoustic propagation. This algorithm, unfortunately, generally has a stability problem. The stability problem was improved by using an error smoothing filter. In this paper, the recursive LMS algorithm with variable step size and smoothing error filter is designed. This recursive LMS algorithm, called FU-VSSLMS algorithm, uses an IIR filter. With fast convergence and good stability, this algorithm is suitable for the ANC system in a short acoustic duct such as the intake system of an automotive. This algorithm is applied to the ANC system of a short acoustic duct. The disturbance signals used as primary noise source are a sinusoidal signal embedded in white noise and the chirp signal of which the instantaneous frequency is variable. Test results demonstrate that the FU-VSSLMS algorithm has superior convergence performance to the FX-LMS algorithm and FX-LMS algorithm. It is successfully applied to the ANC system in a short duct.
The filtered-x LMS(FX-LMS) algorithm has been applied to the active noise control(ANC) system in an acoustic duct. This algorithm is designed based on the FIR(finite impulse response) filter, but it has a slow convergence problem because of a large number of zero coefficients. In order to improve the convergence performance, the step size of the LMS algorithm was modified from fixed to variable. However, this algorithm is still not suitable for the ANC system of a short acoustic duct since the reference signal is affected by the backward acoustic wave propagated from a secondary source. Therefore, the recursive filtered-u LMS algorithm(FU-LMS) based on infinite impulse response(IIR) is developed by considering the backward acoustic propagation. This algorithm, unfortunately, generally has a stability problem. The stability problem was improved by using an error smoothing filter. In this paper, the recursive LMS algorithm with variable step size and smoothing error filter is designed. This recursive LMS algorithm, called FU-VSSLMS algorithm, uses an IIR filter. With fast convergence and good stability, this algorithm is suitable for the ANC system in a short acoustic duct such as the intake system of an automotive. This algorithm is applied to the ANC system of a short acoustic duct. The disturbance signals used as primary noise source are a sinusoidal signal embedded in white noise and the chirp signal of which the instantaneous frequency is variable. Test results demonstrate that the FU-VSSLMS algorithm has superior convergence performance to the FX-LMS algorithm and FX-LMS algorithm. It is successfully applied to the ANC system in a short duct.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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