• 전기전자학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.45-53
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• 2016

본 논문에서는 진동에너지 수확을 위한 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 CMOS 인터페이스 회로를 설계하였다. 간단한 구조와 적은 비용으로 출력을 안정화시키기 위해 전력변환기인 DC-DC 부스트 변환기의 출력 단에 PMU (Power Management Unit)를 이용하는 구조를 제안하였다. 또한, 진동소자로부터 최대전력을 수확하여 시스템의 효율을 향상시키기 위해 FOC (Fractional Open Circuit) 방식의 MPPT 제어회로를 설계하였다. 진동소자 (PZT)에서 출력되는 AC 신호는 AC-DC 변환기를 통해 DC 신호로 변환되며, DC-DC 부스트 변환기를 거쳐 승압되고, PMU에 의해 듀티 (duty)를 갖는 안정화된 신호로 변환되어 부하로 공급된다. AC-DC 변환기는 효율 특성이 좋은 능동 다이오드를 이용한 전파정류기를 사용하였으며, DC-DC 부스트 변환기는 제어회로가 간단한 쇼트키 다이오드를 이용한 구조를 사용하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며, 설계된 칩의 면적은 $915{\mu}m{\times}895{\mu}m$이다. 설계된 회로의 성능을 검증한 결과 전체회로의 최대 전력효율은 83.4%이다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.164-170
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• 2002

슬라이딩 모드 제어방식은 가변구조 제어이론의 하나로서 불확실성을 가진 비선형 시스템에 대한 강인한 특성을 가지고 있지만 제어입력에 채터링 현상을 발생시키기 때문에 그 적용에 한계를 가지고 있다. 채터링을 제거하는 방식에는 여러 가지 방식이 있으나 본 논문에서는 특수한 비선형 함수와 퍼지시스템 이용하여 기존의 고정 경계층 이용방식에 비하여 정상상태 오타를 줄일 수 있는 개선된 채터링 제거전략을 제안한다. 제안된 제어방식에서는 퍼지시스템의 출력변수 상에 설정된 퍼지집합의 구간 범위를 조절함으로써 trade-off관계에 있는 정상상태 오타와 채터링의 크기를 적절히 조절할 수 있다. 제안된 전략의 타당성을 보이기 위해 기존의 고정 경계층 방식을 간단히 분석하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 비 교 분석 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.535-542
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• 2006

저궤도 인공위성 전력계 시스템의 설계 및 해석을 위한 태양전지 전력조절기의 대신호 안정도해석을 수행한다. 태양전지 전력조절기에서 제어가능한 모든 방법에 따른 태양전지에서 바라본 태양전지 전력조절기의 부하특성을 분류하고, 상태공간해석을 이용하여 태양전지 시스템의 대신호적 안정도를 해석한다. 또한, 본 논문에서는 태양전지 전력조절기의 부하특성을 정전력부하에서 정저항부하로 변환하여 대신호적인 안정도를 확보하는 비선형변환을 제안한다. 제안된 변환기법을 통해 최대전력점 추적제어나 배터리 충전제어 및 전류분배제어가 가능한 병렬 모듈 태양전지 레귤레이터에 적합한 단일 전류 제어기를 구성한다. 제안된 대신호 해석과 저항제어를 검증하기위해, 200W급 태양전지와 100W급 태양전지 전력조절기 두 모듈을 병렬로 구성하여 실험하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.88-97
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• 2013

This paper presents a robust air-to-fuel ratio (AFR) control algorithm for managing exhaust gas recirculation (EGR) systems. In order to handle production tolerance, deterioration and parameter-varying characteristics of the EGR system, quantitative feedback theory (QFT) is applied for designing the robust AFR control algorithm. A plant model of EGR system is approximated by the first order transfer function plus time-delay (FOPTD) model. EGR valve position and AFR of exhaust gas are used as input/output variables of the plant model. Through engine experiments, parameter uncertainty of the plant model is identified in a fixed engine operating point. Requirement specifications of robust stability and reference tracking performance are defined and these are fulfilled by the following steps: during loop shaping process, a PID controller is designed by using a nominal loop transmission function represented on Nichols chart. Then, the frequency response of closed-loop transfer function is used for designing a prefilter. It is validated that the proposed QFT-based AFR control algorithm successfully satisfy the requirements through experiments of various engine operating points.

• 한국항만학회지
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• 제15권1호
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• pp.37-46
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• 2001

Fuzzy logic control(FLC) is composed of three parts : fuzzy rule-bases, membership functions, and scaling factors. Well-defined fuzzy rule-base should contain proper physical intuition on the plant, so are needed lots of experiences of the skillful expert. When membership functions are considered, some parameters on the memberships function such as function shape, support, allocation density should be selected well. The rule of scaling factors is 'scaling'(amplifying or reducing) for both input and output signals of the FLC to fit in the membership function support and to operate the plant intentionally. To get a better performance of the FLC, it is necessary to adjust the parameters of the FLC. In general, the adaptation of the scaling factors is the most effective adjustment scheme, compared with that of the fuzzy rule-base or membership function parameters. This study proposes the adaptation scheme of the scaling factors. When the adaptation is performed on-line, the stability of the adaptive FLC should be guaranteed. The stable FLC system can be designed with stability analysis in the sense of Lyapunov stability. To adapt the scaling factors for the error signals, the concept of the conventional MRAC would be introduced into slightly modified form. A tracking accuracy of the control system would be enhanced by the modified shape and support of the membership function. The simulation is achieved on the pilot plant with the hydraulic steering control of a UCT(Unmanned Container Transporter) of which modeling dynamics have lots of severe uncertainties and modeling errors.

• 전기학회논문지
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• 제67권6호
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• pp.695-701
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• 2018

For a power grid that has a high wind penetration level, when wind speeds are continuously fluctuating, the maximum power point tracking (MPPT) operation of a variable-speed wind turbine (VSWT) causes the significant output power fluctuation of a VSWT, thereby significantly fluctuating the system frequency. In this paper, an improved power-smoothing scheme of a VSWT is presented that significantly mitigates the frequency fluctuation caused by varying wind speeds. The proposed scheme employs an additional control loop based on the frequency deviation that operates in combination with the MPPT control loop. To improve the power-smoothing capability of a VSWT in the over-frequency section (OFS), the control gain of the additional loop, which is set to be inversely proportional to the rotor speed, is proposed. In contrast, the control gain in the under-frequency section is set to be proportional to the rotor speed to improve the power-smoothing capability while avoiding over-deceleration of the rotor speed of a VSWT. The proposed scheme significantly improves the performance of the power-smoothing capability in the OFS, thereby smoothing the frequency fluctuation. The results clearly demonstrate that the proposed scheme significantly mitigates the frequency fluctuation by employing the different control gain for the OFS under various wind penetration scenarios.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.105-113
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• 2013

본 논문에서는 0.5V 이하의 낮은 전압을 출력하는 초소형 PV(photovoltaic) 셀을 이용한 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 마이크로 빛에너지 하베스팅 시스템을 제안한다. MPPT 제어는 PV 셀의 개방전압과 MPP(Maximum Power Point) 전압간의 비례관계를 이용하여, 파일럿(pilot) PV 셀로 하여금 주(main) PV 셀의 MPP를 실시간 추적할 수 있도록 설계하였다. 제안된 회로는 0.18um CMOS 공정으로 설계되었으며, 칩 면적은 부하단 전하펌프와 패드를 포함하여 $900um{\times}1370um$이다. 제작된 칩을 측정한 결과 설계된 회로가 빛 세기의 변화에 따른 MPP 전압 변화를 실시간 트래킹하는 것을 확인하였다. 또한 MPPT 제어기능을 적용했을 때 부하가 큰 경우에도 MPP 근처의 전압을 부하에 공급함으로써 MPPT 제어기능을 적용하지 않았을 때에 비해 더 많은 전력을 부하로 공급하는 것을 확인하였다. 기존의 마이크로 빛에너지 하베스팅 회로에 비해 제안된 회로는 제어회로 구동을 위해 미리 충전된 배터리가 필요하지 않기 때문에 배터리를 사용하지 않는 초소형 자가발전 시스템에 적합하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.350-358
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• 2009

본 논문은 재진입 비행체의 TAEM 구간 유도와 제어에 관하여 기술 하였다. TAEM 구간은 공기의 밀도와 비행체의 속도의 범위가 큰 특징을 가지고 있으며, 이들 조건하에 TAEM 구간의 유도를 위한 궤적과 비행체의 상태값을 최적화하였다. 최적화된 상태값은 7가지의 상태이며, 상태값은 Down-range, Cross-range, 비행체의 고도, 속도, 경로각, 방위각, 그리고 비행 거리이다. 최적화 연산을 수행하기 위하여 DIDO 프로그램을 사용하였다. 재진입 비행체의 제어를 위하여 인공 신경망을 이용한 되먹임 선형화 제어법을 사용하였다. 비행체의 동역학 모델은 역전파 모델을 통하여 근사화 되고, 근사화된 동역학 모델과 지연된 제어 입력, 플랜트 출력으로부터 새로운 제어 입력을 생성하게 된다. 이를 이용하여 본 논문에서는 앞서 최적화된 7가지의 상태값을 추종하는 결과를 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제17권4호
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• pp.247-255
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• 1985

본 논문은 가변구조모델추종제어(VSMFC)계 설계의 새로운 방법을 고찰한 것이다. 설계 개념은 가변구조계(VSS)와 슬라이드모드 이론을 사용하여 비선형 시변다변수계가 파라미터 변동이 있을지라도 모델추종을 정확히 하게끔 제어측이 가변구조를 갖게 하는 것이다. 본 논문의 방법을 실제 물리계에 적용할 때 컴퓨터 계산시간의 감소와 파라미터변동에 무관한 동적응답을 기대할 수 있다. 이론의 유효성을 밝히기 위해 VSMPC를 1000MWe의 불등경수형 원자로(BWE)에 적용하였다. 즉 원자로의 출력요구가 정격출력의 85∼90% 범위에서 변할 때 부하추종출력제어가 원활히 이루어지는가를 컴퓨터 시뮬레이션하였다. 12개의 비선형미분방정식으로 동특성이 주어지는 원자로에서 6차계 선형모델을 85% 정격치에서 구하고 여러범위에 걸쳐서 부하변동이 있을 때 파라미터변동을 극복하면서도 출력제어를 원활히 하는가를 연구하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권7호
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• pp.838-848
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• 2015

One of the most important operations in nuclear power plants is load following, in which an imbalance of axial power distribution induces xenon oscillations. These oscillations must be maintained within acceptable limits otherwise the nuclear power plant could become unstable. Therefore, bounded xenon oscillation is considered to be a constraint for the load following operation. In this paper, the design of a sliding mode control (SMC), which is a robust nonlinear controller, is presented.SMCis ameansto control pressurized water nuclear reactor (PWR) power for the load following operation problem in a way that ensures xenon oscillations are kept bounded within acceptable limits. The proposed controller uses constant axial offset (AO) strategy to ensure xenon oscillations remain bounded. The constant AO is a robust state constraint for the load following problem. The reactor core is simulated based on the two-point nuclear reactor model with a three delayed neutron groups. The stability analysis is given by means of the Lyapunov approach, thus the control system is guaranteed to be stable within a large range. The employed method is easy to implement in practical applications and moreover, the SMC exhibits the desired dynamic properties during the entire output-tracking process independent of perturbations. Simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed controller in terms of performance, robustness, and stability. Results show that the proposed controller for the load following operation is so effective that the xenon oscillations are kept bounded in the given region.