• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권1호
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• pp.451-459
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• 2018

This work presents an approach for modeling of electric vehicle considering the vehicle dynamics, drive train, rotational wheel and load dynamics. The system is composed of IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) coupled with the wheels through a drive train. Generally, IPMSM is controlled by ordinary PID controllers. Performance of the ordinary PID controller is not satisfactory owing to the difficulties of optimal gain selections. To overcome this problem, a new type of fuzzy logic gain tuner for PID controllers of IPMSM is required. Therefore, in this paper fuzzy logic based gain tuning method for PID controller is proposed and compared with some previous control techniques for the better performance of electric vehicle with an optimal balance of acceleration, speed, travelling range, improved controller quality and response. The model was developed in MATLAB/Simulink, simulations were carried out and results were observed. The simulation results have proved that the proposed control system works well to remove the transient oscillations and assure better system response in all conditions.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.52-54
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• 1996

A number of algorithm using the VSS(Variable Structure System) for uncertain dynamic system are developed. But, in these algorithms, the assumption that the uncertainties are bounded and their bounds are available to the designer is involved. And bounds on the uncertainties are an important clue to guarantee the stability of the closed loop system. However, sometimes bounds on the uncertainties may not be easily obtained because of the complexity of the structure of the uncertainties. Therefore, a methodology by which the boundary values on the uncertainties can be easily obtained is required. The VSS proposed in this proposal employ the new adaptive VSS scheme for uncertain dynamic system being estimated on line. The resulting control law is simple and easy to apply to on line computer control. It can also suppress chattering and maintain good tracking precision even if unmodeled dynamics are considered. And, a new method using nonlinear switching surface is introduced so that the speed response is improved and the good transient response can be obtained. Simulation results are presented and show the advantage of the proposed adaptive VSS with nonlinear switching surfaces.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.33-40
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• 2009

본 논문에서는 HAI(Hybrid Artificial Intelligent) 제어기반의 SV PWM 방식을 이용한 IPMSM의 고성능 제어를 제시한다. HAI 제어기는 적응 퍼지제어 및 신경회로망의 장점을 혼합 적용한다. SV PWM 방식은 지금까지 산업용 전동기 제어분야에 적용되고 있고 출력전류의 고조파 비율, 스위칭 주파수 및 응답특성을 향상시키는 수 있는 기법이다. HAI 제어기는 지령전압을 계산할 때 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 종래의 PI 제어기를 대체하여 사용한다. HAI 제어기는 지령모델 기반의 적응제어, 퍼지제어 및 신경회로망으로 구성되어 속도 성능을 개선한다. 본 논문에서는 제시한 HAI 제어기를 적용하여 파라미터 변동, 정상상태 및 과도상태 등의 응답특성을 분석하고 종래의 FNN 제어기 및 PI 제어기의 응답특성과 비교한다. 따라서 본 논문에서는 HAI 제어기의 타당성을 입증한다.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권3호
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• pp.369-380
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• 2013

Direct torque control based on space vector modulation (SVM-DTC) protects the DTC transient merits. Furthermore, it creates better quality steady-state performance in a wide speed range. The modified method of DTC using SVM improves the electrical magnitudes of asynchronous machines, such as minimizing the stator current distortions, the stator flux with electromagnetic torque without ripple, the fast response of the rotor speed, and the constant switching frequency. In this paper, the proposed method is based on two new control strategies for direct torque control with space vector modulation. First, fuzzy logic control is used instead of the PI torque and a PI flux controller to minimizing the torque error and to achieve a constant switching frequency. The voltages in the direct and quadratic reference frame ($V_d$, $V_q$) are achieved by fuzzy logic control. In this scheme, the switching capability of the inverter is fully utilized, which improves the system performance. Second, the close loop of stator flux estimation based on the voltage model and a low pass filter is used to counteract the drawbacks in the open loop of the stator flux such as the problems saturation and dc drift. The response of this new control strategy is compared with DTC-SVM. The experimental and simulation results demonstrate that the proposed control topology outperforms the conventional DTC-SVM in terms of system robustness and eliminating the bad outcome of dc-offset.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권6호
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• pp.553-559
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• 2006

Most diesel injector, which is currently used in high-pressure common rail fuel injection system of diesel engine, is driven by the solenoid coil energy for its needle movement. The main disadvantage of this solenoid-driven injector is a high power consumption, high power loss through solenoid coil and relatively fixed needle response's problem. In this study, a prototype piezo-driven injector, as a new injector mechanism driven by piezoelectric energy based on the concept of inverse piezo-electric effect, has been designed and fabricated to know the effect of piezo-driven injection processes on the diesel spray structure and internal nozzle flow. Firstly we investigated the spray characteristics in a constant volume chamber pressurized by nitrogen gas using the back diffusion light illumination method for high-speed temporal photography and also analyzed the inside nozzle flow by a fully transient simulation with cavitation model using VOF(volume of fraction) method. The numerical calculation has been performed to simulate the cavitating flow of 3-dimensional real size single hole nozzle along the injection duration. Results were compared between a conventional solenoid-driven injector and piezo-driven injector, both equipped with the same micro-sac multi-hole injection nozzle. The experimental results show that the piezo-driven injector has short injection delay and a faster spray development and produces higher injection velocity than the solenoid-driven injector. And the predicted simulation results with the degree of cavitation's generation inside nozzle for faster needle response In a piezo-driven injector were reflected to spray development in agreement with the experimental spray images.

• 수산해양기술연구
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• 제36권3호
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• pp.157-165
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• 2000

연안 소형 어선의 조업 효율을 향상시키기 위한 연구의 일환으로 소형 유압식 어로윈치시스템을 설계하고, auto tension 기능을 내장시켜 이 시스템의 개루프 상태에 대한 동적 응답 특성을 분석, 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 설계, 제작한 소형 윈치시스템은 갑판상 어느 장소에서도 조작이 가능하도록 원격조작방식을 채용하고 있기 때문에 어로 작업시의 인력 감소와 작업의 효율성을 높일수 있다고 생각된다. 2. 솔레노이드 밸브를 ou/off 조작하여 윈치를 구동할 때, 정전 및 역전 구동 조작에 대한 윈치 드럼의 회전 지연시간(dead time)은 각각 0.09 sec, 0.04 sec이었다. 또한 on/off 레버의 조작을 행한 직후 응답 특성은 약간 불안정하였지만, 짧은 경과 시간을 거쳐 안정되는 추종성능을 나타내었다. 3. 윈치를 auto tension mode로서 구동하는 경우, 윈치의 회전축에 55.9 kgf$.$m 이상의 토오크가 작용하면 윈치는 5.1 rpm의 회전속도로서 줄을 풀어내고, 그 이하의 토오크가 작용하면 11.1 rpm의 회전속도로서 줄을 감아들이는 자동 권양 윈치의 기능을 발휘한다. 4. 윈치의 auto tension mode에 대한 과도 응답에서 부하가 급격히 증가할 때와 감소할 때의 정정 시간은 0.12 sec, 0.2sec이었고, 그 때의 회전속도는 각각 11 rpm, 5.3 rpm이었다. 5. 원격제어조작에 따른 윈치의 토오크 및 회전속도에 대한 추종성능은 정전 구동에 있어서는 0.23 sec, 역전 구동의 경우에 있어서는 0.37 sec 이내로서 비교적 안정된 응답 특성을 나타내었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 설계한 소형 어선용 자동 권양 윈치 시스템은 인력을 절감하고, 부하의 급속한 변화에 대한 추종 성능이 현용 어로시스템에 비하여 매우 우수하기 때문에 해상에서 어로작업시 과부하에 대한 어구의 손상 방지 및 조업 효율의 향상에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권3호
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• pp.753-762
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• 2015

This paper presents a nonlinear sliding mode control (SMC) scheme with a variable damping ratio for interior permanent magnet synchronous motors (IPMSMs). First, a nonlinear sliding surface whose parameters change continuously with time is designed. Actually, the proposed SMC has the ability to reduce the settling time without an overshoot by giving a low damping ratio at the initial time and a high damping ratio as the output reaches the desired setpoint. At the same time, it enables a fast convergence in finite time and eliminates the singularity problem with the upper bound of an uncertain term, which cannot be measured in practice, by using a simple adaptation law. To improve the efficiency of a system in the constant torque region, the control system incorporates the maximum torque per ampere (MTPA) algorithm. The stability of the nonlinear sliding surface is guaranteed by Lyapunov stability theory. Moreover, a simple sliding mode observer is used to estimate the load torque and system uncertainties. The effectiveness of the proposed nonlinear SMC scheme is verified using comparative experimental results of the linear SMC scheme when the speed reference and load torque change under system uncertainties. From these experimental results, the proposed nonlinear SMC method reveals a faster transient response, smaller steady-state speed error, and less sensitivity to system uncertainties than the linear SMC method.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.1-9
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• 2016

본 우리나라 철도 영업 구간중 철도교량은 2012년 기준 약 25%를 차지한다. 이러한 교량 구조들은 시공 직후부터 열차의 충격하중, 태풍, 선박 및 차량 충돌 등 다양한 하중을 받게 된다. 특히 고속 철도 교량의 경우, 열차의 속도로부터 전가되는 매우 큰 충격하중을 받게 되며, 이러한 교량에 가해지는 충격 응답을 분석하는 것은 교량의 안전성 평가에 매우 중요하다. 최근 무선 센서를 이용해 교량의 건전성을 평가하는 연구들이 주목받고 있다. 무선 센서는 가격 및 설치의 용이성으로 인해 교량의 응답계측에 유용하게 적용되고 있다. 하지만 고속철도 교량에서 발생하는 충격 하중은 그 지속시간이 10초 내외로 매우 짧게 발생하므로, 기존 무선 센서의 시스템의 자체 실행 후 시간 지연으로 인해, 이러한 충격하중의 계측은 매우 어렵게 된다. 따라서 본 연구에서는 철도 교량의 충격하중에 의한 구조물의 응답을 계측하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 프레임워크를 제안한다. 구체적으로 1) 초저전력 가속도계를 이용한 구조물의 과도응답 감지 및 평가, 2) 무선 센서 네트워크의 트리거링 후 계측이 시작되는 지연 시간의 단축, 그리고 네트워크의 시간 및 데이터 동기화 기법을 개발하였다. 최종적으로 제안된 프레임 워크에서 소수의 진동 감지 센서 노드들이 상시진동을 계측하며, 열차의 진입으로 인한 진동이 감지될 시, 전체 센서 네트워크의 계측을 시작한다. 시간 지연을 최소화하기 위해 모든 센서는 다른 시작시간을 가지며, 이를 제어하기 위해 후처리 기반 시간 동기화를 한다. 제안된 프레임워크는 실내실험 및 수치해석을 통해 그 효용성을 입증하였다.

• 에너지공학
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• 제16권4호
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• pp.187-193
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• 2007

갑작스런 펌프 정지로 야기되는 수격현상은 과압이나 부압을 일으킬 수 있다. 과압을 줄이거나 부압을 방지하는 것은 계통설비의 피로를 피하고 작동효율을 향상시키기 위해 필요하다. 에어챔버가 설치된 펌프 관로 계에서 수격현상에 대한 현장시험을 수행하였다 또한 특성 곡선법을 사용하여 과도현상에 대한 수치해석을 수행하였다. 계통에 대한 헌장시험과 수치해석 결과를 비교하여 수치해석코드에 사용되는 주요 입력변수인 폴리트로픽 지수, 유량계수, 압력파의 속도에 대한 보정값 검증과 민감도 분석을 수행하였다. 수격현상을 최소화할 수 있는 에어챔버의 크기와 관련 변수의 영향이 현장시험과 수치해석을 통해 연구되었다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권4호
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• pp.154-157
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• 2006

This paper is proposed hybrid artificial intelligent(HAI) controller for high performance of induction motor drive. The design..of this algorithm based on fuzzy-neural network(FNN) controller that is implemented using fuzzy control and neural network. This controller uses fuzzy rule as training patterns of a neural network. Also, this controller uses the back-propagation method to adjust the weights between the neurons of neural network in order to minimize the error between the command output and actual output. A model reference adaptive scheme is proposed in which the adaptation mechanism is executed by fuzzy logic based on the error and change of error measured between the motor speed and output of a reference model. The control performance of the adaptive FNN controller is evaluated by analysis for various operating conditions. The results of experiment prove that the proposed control system has strong high performance and robustness to parameter variation, and steady-state accuracy and transient response.