• 제목/요약/키워드: Optimal design and control

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시간영역 설계명세를 위한 목표전달함수의 새로운 표준형 (New prototypes of target transfer functions for time domain specification)

  • 김신구;김영철
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제5권8호
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    • pp.889-897
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    • 1999
  • This paper deals with a problem searching a target transfer function to meet the time-domain specifications for feedback system with given plant transfer function. For the Type I system, we first define three forms of transient response to unit step input, which are named by F, M, S-type. These are charaacterized as follows ; F-type has fast initial response and slow approach to the steady sate after reaching at 90% of the steady state value, S-type has slow initial response but fast approach to the steady state, and M-type is denoted by highly smooth response between F-type and S-type. Three prototypes corresponding to each form are proposed, time. For the order $n{\geq}4$, after determining admissible root structures of target characteristic polynomials empirically and expressing such polynomial coefficients by using special parameters ${\gamma}_i$ and $\epsilon$, the optimal prototypes that minimize the integral of the squared of the modified errors(ISME) have been obtained. Since the step responses of these prototypes have almost same wave forms irrespective to the order, the desired settling time or the rise time can be converted into the equibalent time constant $\tau$ and thus it is easy to obtain a target transfer function. It is shown through a design example that the present prototype is very useful for meeting the time-domain specifications and has been compared with different methods with a viewpoint of pertinence.

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무인 자율 주행을 위한 최단 시간 경로계획 알고리즘 설계 (Design of Near-Minimum Time Path Planning Algorithm for Autonomous Driving)

  • 김동욱;김학구;이경수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권5호
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    • pp.609-617
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    • 2013
  • 본 논문은 무인 자율 주행을 위한 최소 시간 경로계획 알고리즘에 대해서 제안하였다. 최소 시간 경로계획 문제는 경로의 기하학적인 형상에 대한 고려뿐만이 아니라 차량 동역학까지 고려해야 하는 최적 문제이다. 경로계획은 후보 경로 생성 알고리즘과 속도 최적화 알고리즘으로 구성된다. 후보 경로 생성 알고리즘은 최단 거리 경로와 최고 속도 경로를 조합하여 후보경로를 생성한다. 속도 최적화 알고리즘은 차량의 주행성능 한계와 타이어 마찰 한계를 고려하여 각 후보 경로의 최고 속도를 계산한다. 이렇게 계산된 경로와 속도를 이용하여 각 후보 경로의 주행 시간을 계산하고 가장 작은 주행 시간의 경로를 최단시간 경로로 도출한다. 그리고 제안한 알고리즘은 CarSim 과 Matlab/Simulink 를 사용한 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

전자기 유도가열식 단결정 성장로의 온도 구배제어에 있어 복사열 전달의 효과 (Effect of Radiation Heat Transfer on the Control of Temperature Gradient in the Induction Heating Furnace for Growing Single Crystals)

  • 박태용;신윤지;하민탄;배시영;임영수;정성민
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제32권6호
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    • pp.522-527
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    • 2019
  • In order to fabricate high-quality SiC substrates for power electronic devices, various single crystal growing methods were prepared. These include the physical vapor transport (PVT) and top seeded solution growth (TSSG) methods. All the suggested SiC growth methods generally use induction-heating furnaces. The temperature distribution in this system can be easily adjusted by changing the hot-zone design. Moreover, precise temperature control in the induction-heating furnace is favorably required to grow a high-quality crystal. Therefore, in this study, we analyzed the heat transfer in these furnaces to grow SiC crystals. As the growth temperature of SiC crystals is very high, we evaluated the effect of radiation heat transfer on the temperature distribution in induction-heating furnaces. Based on our simulation results, a heat transfer strategy that controls the radiation heat transfer was suggested to obtain the optimal temperature distribution in the PVT and TSSG methods.

복합소재의 연속 두께 변화를 통한 좌굴온도 및 모드형상 최적화 (Optimization to Control Buckling Temperature and Mode Shape through Continuous Thickness Variation of Composite Material)

  • 이강국;이후민;윤길호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.347-353
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    • 2021
  • 본 논문에서는 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상을 제어하는 새로운 크기 최적화 방법에 대해서 소개한다. 구조적 안정성 관점에서 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상을 예측하는 것은 중요한 주제 중 하나이다. 이를 공학적인 직관을 통해 예측하고 최적화된 구조 설계를 하는 것은 너무나 어려운 과제이다. 이러한 한계점을 해결하기 위해 본 연구에서는 유한요소 시뮬레이션과 치수 최적 설계 방식의 조합을 제안한다. 구조물의 좌굴 온도와 좌굴 형상이 구조물의 두께에 영향을 받는다는 생각에서 착안해 설계 변수를 구조물의 노드의 두께 값으로 설정했다. 좌굴 온도 값과 좌굴 형상을 목적 함수로 정해진 부피 값을 제약 조건으로 두었다. 치수 최적 설계를 통해 원하는 좌굴 온도와 좌굴 형상을 유도하기 위한 최적의 두께 분포를 결정할 수 있다. 제안된 치수 최적 설계의 타당성은 본 논문의 다양한 직사각형 복합 구조물 예제들을 사용해서 검증하였다.

항공기 탑재 능동 위상배열 레이더의 자원관리 알고리즘 설계 및 구현 (Design and Implementation of Radar Resource Management Algorithms for Airborne AESA Radar)

  • 노지은;전상미;안창수;장성훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권12호
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    • pp.1190-1197
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    • 2013
  • 능동 위상배열 레이더(AESA radar: Active Electronically Scanned Array radar)는 전자적으로 빔을 조향함으로써 빔 조향 시간이 비약적으로 빨라져 기존의 기계식 빔 조향 레이더에 비해 다중 임무 처리 능력이 크게 향상되었다. 이러한 이유로 레이더에 주어진 시간, 에너지, 처리능력 등의 한정된 자원을 실시간으로 효율적으로 관리, 운용할 수 있는 레이더 자원관리 기술의 중요성이 크게 대두되었다. 본 논문은 항공기 탑재 능동 위상배열 레이더 연구 시제 개발에 적용된 자원관리 주요 알고리즘의 설계 내용과, 이를 반영하여 구축한 시뮬레이터에 대해 기술하였다. 또한, 설계된 자원관리 알고리즘을 항공기 탑재 능동 위상배열 레이더 시스템에 실제 구현하여 동시 표적 추적 및 탐지 능력에 대한 요구 성능이 충족됨을 확인하였다.

공동주택 세대외부창고의 활성화 방안을 위한 사례 연구 (A Case Study on Active Usage of the Storage Space Outside Housing Unit of Residential Complex)

  • 송지현;이현수
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.58-67
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    • 2018
  • This study aims to analyze the cases of storage space outside housing unit and propose the activation plan. The issue of storage in residential complex has continued to be reported. This is more salient due to the recent preference trend for small houses, the constant increase of living goods and the limitation of the available space inside housing unit. Although more apartment houses are trying to have individual storage in the exterior space to address these issues, there is still a paucity of the related studies and more studies are required. In this study, we conducted on-site investigation and user interview of each case to propose active usage of the storage space outside housing unit. Result of this study shows that the most crucial factor to improve is 'accessibility' in order to activate the storage space. Storage room should be located close to each household or the individual parking space. The second factor is the size and the structure of the storage room. The sufficient space for keeping and taking large objects out are required. The front of the storage room should have a clogged structure to insure privacy. The third is the provision of suitable support programs such as the system that occupants can check remotely what items are in their storage rooms, garage sale, laundry service, auto cleaning system and rental program. Those programs are required for efficient management and activation of space. Another requirement is to improve environmental factors which include maintenance of optimal temperature and humidity, automatic ventilation system, control of individual lights, and security enhancement. Based on the results of the survey, we provide basic data which can be used for practical space planning to activate exterior storage space of the housing unit. Further surveys are required to develop this study by obtaining more data for generalization.

모터 제어 방식의 스크린 도어 시스템 구동강성 검증 (A Study for the Screen Door System Driving Stiffness of Motor Control Method)

  • 이중현;이선봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.2385-2390
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    • 2015
  • 도시철도의 운행초기는 수송수단으로서의 역할만이 요구되었으나 지하 승강장에 체류하는 시간이 길어짐에 따라 지하 승강장은 하나의 생활공간으로서 환경개선이라는 문제에 직면하게 되었다. 이에 따라 스크린 도어의 근간이 되는 슬라이딩 자동문은 고객의 편의와 출입을 통제하는 방법의 편리성을 이유로 대형 유통매장, 병원, 음식점, 관공서 등에 도어시설로 광범위하게 사용되고 있다. 이에 따라 스크린 도어는 승객의 편의와 안전 확보, 쾌적한 역사 조성 및 에너지 절약이 필요할 뿐만 아니라, 요소부품의 설계 및 신뢰성 확보를 통한 스크린 도어 시스템 최적설계기술개발이 필요하다. 본 논문에서는 스크린 도어의 신뢰성 확보를 위해 롤러, 프레임 시스템을 모델링하고 구동강성 조건들에 대한 실험결과를 검증하여 요소부품의 불량률을 줄이고, 성능을 높일 수 있음을 제시하고자한다.

Ethernet PON의 MAC프로토콜의 대역폭 할당 및 성능 분석 (Bandwidth Allocation and Performance Analysis of MAC Protocol for Ethernet PON)

  • 엄종훈;장용석;김성호
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제40권7호
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    • pp.261-272
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    • 2003
  • Ethernet PON(Passive Optical Network)은 최근 활발하게 연구되고 있는 경제적이고 효율적인 가입자망이다. 차세대 가입자망인 Ethernet PON의 MAC(Media Access Control) 프로토콜은 TDMA(Time Division Multiple Access)방식을 기본으로 하며, QoS(Qualify of Service)를 보장해야 하는 전용회선(Leased Line) 가입자에 적합한 고정 할당 방식과 LAN/MAN의 최선형(Best Effort) 방식에 적합한 동적 할당 방식으로 나눌 수 있다. 본 논문에서는 이들 프로토콜의 성능을 분석하기 위하여 OPNET 시뮬레이션 도구를 이용해 Ethernet PON 모델을 설계한다. 설계된 모델에 대한 단대단 Ethernet 지연(end-to-end Ethernet delay), 큐잉 지연(queuing delay), 처리(throughput)과 사용률(utilization) 분석을 통해서 MAC 프로토콜을 검증하고, 하나의 OLT(Optical Line Terminal)가 수용할 수 있는 최적의 ONU(Optical Network Unit) 개수를 산정한다. 또한, 적정한 ONU의 버퍼 크기를 제안하여 Ethernet PON의 망 효율을 극대화하는 방안을 제시한다.

품질분임조와 6시그마 결합을 통한 공정개선 - 제조업 사례를 중심으로 - (A Study on Process Improvement by Incorporating the Concept of Six-Sigma into Quality Circle Activity)

  • 김재희;두희용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.673-681
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    • 2007
  • 최근 새롭게 6시그마를 도입한 기업과 이미 장기간 품질분임조 활동을 진행해 왔던 제조업체를 중심으로 기존의 분임조 활동을 어떻게 6시그마와 연계시킬 것인지에 대한 논의가 활발한 상황이다. 본 연구는 품질분임조 활동과 6시그마를 결합한 절차를 실제 생산 공정 문제에 적용하고 그 효과를 입증하는 것을 목적으로 한다. 즉, 품질개선 활동의 단계적 절차를 수행함에 있어, 문제정의(Define), 측정(Measure), 분석(Analyze) 등의 초기 단계에서는 6시그마의 절차를, 개선(Improve)과 관리(Control)에 해당하는 후반부에서는 PDCA사이클을 중심으로 한 품질분임조 기법을 활용하였다. 특히 개선대상 과제(테마)를 선정함에 있어 계층의사결정(AHP)을 활용함으로써 보다 합리적인 의사결정을 추구하였으며, 실험계획법을 통해 공정 개선을 위한 최적의 대안을 선정하기도 하였다. 제안된 절차의 적용결과 불량률이 현저히 감소하고 상당한 비용절감의 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

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부스바 접촉부 체결상태 모니터링 시스템 설계 (Design of Busbar Joint Condition Monitoring System)

  • 정성학;이영동
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.823-824
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    • 2016
  • 일반적으로 배전반, 분전반, 전동기제어반(Motor Control Center;MCC)은 집단거주지역, 빌딩, 학교, 공장, 항만, 공항, 상하수 처리장, 변전소, 중공업 플랜트 등의 광범위한 전력 수용가에 설치되어 특고압의 전력을 해당 설비들에 요구되는 전압으로 변환하여 공급하는데 사용된다. 이와 같은 배전반, 분전반, MCC에 포함되는 전기설비의 사고는 부스바 접속부의 열화에 의한 사고, 부스바의 접점 및 연결 부위에서의 접촉 불량에 의한 사고, 부스바 접속부의 과열 현상에 의한 사고로 구분된다. 본 논문에서는 부스바 접촉부의 볼트 및 너트의 풀림상태, 접촉부 열화 측정이 가능하며, 배전반 내부온도와 부스바 온도를 측정하여 추이변화에 대한 감시기능이 있는 부스바 접촉부 체결상태 모니터링 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 정량적인 부스바 체결상태 검출과 부스바 현재온도 검출의 이중적인 센싱에 의해 부스바 접촉부 정상여부 판별이 가능하여 전기설비 사고를 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

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