• 전력전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.271-276
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• 2021

Arc fault detector based on multilevel DWT with analysis of high-frequency noise components over 100 kHz is proposed in this study to improve the performance in detecting serial arcs and distinguishing them from inverter noise in PV systems. PV inverters generally operate at a frequency range of 20-50 kHz for switching operation and maximum power tracking control, and the effect of these frequency components on the signal for arc detection leads to negative arc detection. High-speed ADC and multilevel DWT are used in this study to analyze frequency components above 100 kHz. Such high frequency components are less influenced by inverter noise and utilized to detect as well as separate DC series arc from inverter noise. Arc detectors identify the input current of PV inverters using a Rogowski coil. The sensed signal is filtered, amplified, and used in 800kSPS ADC and DWT analysis and arc occurrence determination in DSP. An arc detection simulation facility in UL1699B was constructed and AFD tests the proposed detector were conducted to verify the performance of arc detection and performance of distinction of the negative arc. The satisfactory performance of the arc detector meets the standard of arc detection and extinguishing time of UL1699B with an arc detection time of approximately 0.11 seconds.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.59-69
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• 2021

Historical records of earthquakes are generally used as a basis to extrapolate the instrumental earthquake catalog in time and space during the probabilistic seismic hazard analysis (PSHA). However, the historical catalogs' input parameters determined through historical descriptions rather than any quantitative measurements are accompanied by considerable uncertainty in PSHA. Therefore, quantitative assessment to verify the historical earthquake parameters is essential for refining the reliability of PSHA. This study presents an approach and its application to constrain reliable ranges of the magnitude and corresponding epicenter of historical earthquakes. First, ranges rather than specific values of ground motion intensities are estimated at multiple locations with distances between each other for selected historical earthquakes by reviewing observed co-seismic natural phenomena, structural damage levels, or felt areas described in their historical records. Based on specific objective criteria, this study selects only one earthquake (July 24, 1643), which is potentially one of the largest historical earthquakes. Then, ground motion simulations are performed for sufficiently broadly distributed epicenters, with a regular grid to prevent one from relying on strong assumptions. Calculated peak ground accelerations and velocities in areas with the historical descriptions on corresponding earthquakes are converted to intensities with an empirical ground motion-intensity conversion equation to compare them with historical descriptions. For the ground motion simulation, ground motion prediction equations and a frequency-wavenumber method are used to consider the effects of possible source mechanisms and stress drop. From these quantitative calculations, reliable ranges of epicenters and magnitudes and the trade-off between them are inferred for the earthquake that can conservatively match the upper and lower boundaries of intensity values from historical descriptions.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.105-112
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• 2022

본 논문의 무인 수중글라이더는 깊은 수심에서 작동하기 위해 설계되었고, 배터리 효율을 개선하기 위해 블래더 타입의 부력제어기를 채택하였고 내부 이동배터리의 움직임을 이용하여 피치각도를 제어하는 방식을 사용하고 있다. 무인 수중글라이더의 에너지 효율을 증대하기 위해 구간별로 제어를 수행하는 Layered PID 제어기를 설계하였으며, 유체동역학 계수를 포함한 6자유도 운동방정식을 전개하여 Matlab/Simulink 해석 프로그램을 설계하였다. 제어성능과 에너지 효율을 비교하기 위해 PID 제어기, 슬라이딩 모드 제어기 그리고 Layered PID 제어기를 해석 프로그램을 이용하여 비교 분석하였고 Layered PID 제어기가 PID 제어기에 비해 7.2%의 에너지 절감의 성능을 나타내었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.15-20
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• 2022

최근 컴퓨터 성능 향상과 더불어 대규모 클러스터 서비스가 기존의 산업 및 연구기관뿐만 개인에게도 제공되고 있으며, 막대한 계산 성능을 이용한 공학 설계 활용은 빠르게 증가하고 있다. 이에 조선 해양 산업에서는 많은 계산 비용이 요구되는 전산유체역학 기법을 선박 및 해양구조물 설계에 활용하려는 노력이 증가하고 있다. 선박 및 해양구조물과 같은 부유체는 대양에서 해양파, 조류, 바람과 같은 환경 외란에 노출되어 있으며 이러한 환경 외란은 전산유체역학에서 고정도 모델링이 필요하다. 특히 해양파의 경우 비선형 전산유체역학의 특성상 기존의 선형 중첩법에서 벗어난 비선형 해양파가 고려되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 비선형 해양파 수치 모사를 위해 고속 재현 기법을 제안하고 전산유체역학 기법을 활용하여 검증을 수행하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.271-279
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• 2022

본 논문은 플로팅 커패시터를 갖는 이중 인버터의 향상된 데드 타임 보상 기법을 제안한다. 플로팅 커패시터를 갖는 이중 인버터는 2-레벨 단일 인버터보다 전력 반도체가 6개가 추가된다. 전력 반도체의 수가 증가로 이중 인버터의 출력 전압은 추가된 전력 반도체의 도통 전압만큼 감소되며 출력 전류 품질은 전력 반도체에 의한 전압 강하와 데드 타임에 의해 저하된다. 본 논문에서 제안하는 기법은 이중 인버터의 데드 타임 및 전력 반도체의 도통 전압을 보상하여 전류 품질을 개선하고 추가적인 대역통과 필터를 이용한 고조파 보상 기법을 통해 데드 타임과 도통 전압 보상에 대한 오차를 추가 보상한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.26-32
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• 2022

This paper proposes a power system that includes a 120k W fuel cell DC-DC converter (FDC) and 30 kW bidirectional DC-DC converter (BHDC) for a 150 kW fuel-cell vehicle. With a high DC link voltage of 800 V, the efficiency and power density of the power electronic components are improved. Through the modular design of FDC and BHDC, electric components are shared, resulting in reduced mass production costs. The switching frequency of 30 kHz of full SiC devices and optimal design of coupled inductor reduce the volume, achieving a power density of 8.3 kW/L. Furthermore, a synergetic operation strategy using variable limiter control of FDC and BHDC was proposed to efficiently operate the fuel cell vehicle considering the fuel cell stack efficiency according to the load. Finally, the performance of the prototype was verified by Highway Fuel Economy Driving Schedule testing, EMI test, and the linked operation between FDC and BHDC. The full load efficiencies of the FDC and BHDC prototypes are 98.47% and 98.74%, respectively.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.1469-1476
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• 2022

최근 심전도 (ECG) 및 광전용맥파 (PPG) 신호를 사용하여 혈압을 추정하는 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 1차원 합성곱 신경망을 사용하여 실시간으로 혈압을 추정하고 모니터링 할 수 있는 모바일 시스템을 설계하고 구현하였다. 제안하는 신경망 알고리즘은 ECG 및 PPG 신호의 다양한 특징을 세밀하게 추출하도록 11개의 계층으로 구성하고 매개변수를 최적화하도록 설계되었다. 모의실험 결과는 학습한 신경망의 합성곱 커널의 개수가 많을수록 ECG 및 PPG 신호의 특성을 더 잘 나타내기 때문에 선형 회귀 모델보다 평균 제곱 오차가 적어져 더 좋은 성능을 나타내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발된 모바일 시스템은 몸에 부착된 ECG 및 PPG 센서 장치로부터 블루투스 통신으로 전송된 측정 신호를 입력받고 실시간으로 학습된 모델로 수축기 및 이완기 혈압 수치를 추정하고 그래프로 표시하게 된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.87-92
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• 2022

본 논문에서는 탐색기용 AESA 레이더에 적용할 수 있는 배열소자 설계에 관한 연구를 수행하였다. AESA 레이더에 적용하기 위한 안테나는 전자 빔조향 특성을 확보하기 위해 배열 안테나에 적용할 최적의 복사소자를 선정하고, 설계 시 빔조향 특성을 고려하여야 한다. 특히 광각 빔조향 특성을 충족하기 위해 광각 임피던스 매칭(WAIM:Wide Angle Impedance Matching) 기법을 활용하여 광각 조향 시 발생할 수 있는 음영 지역(Scan Blindness region)을 최소화하여야 한다. 이처럼 시스템 운용의 안정성 확보가 AESA 레이더의 중요한 설계 고려 사항이 되고 있다. 본 논문에서는 AESA 레이더 안테나 장치에 적용되는 복사소자 특성을 개선하기 위해 복사소자 끝단에 WAIM을 적용하고, 시스템의 안정적 운용 척도인 능동 반사 계수 성능 변화를 검토하였다. 최종 성능 결과는 시뮬레이션 데이터를 수학적으로 합성하여 제시한 방안의 유효성을 검증하였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권5호
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• pp.445-452
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• 2022

We developed an adaptive optics test bench using an optical simulator and two rotating phase plates that mimicked the atmospheric turbulence at Bohyunsan Observatory. The observatory was reported to have a Fried parameter with a mean value of 85 mm and standard deviation of 13 mm, often expressed as 85 ± 13 mm. First, we fabricated several phase plates to generate realistic atmospheric-like turbulence. Then, we selected a pair from among the fabricated phase plates to emulate the atmospheric turbulence at the site. The result was 83 ± 11 mm. To address dynamic behavior, we emulated the atmospheric disturbance produced by a wind flow of 8.3 m/s by controlling the rotational speed of the phase plates. Finally, we investigated how closely the atmospheric disturbance simulation emulated reality with an investigation of the measurements on the optical table. The verification confirmed that the simulator showed a Fried parameter of 87 ± 15 mm as designed, but a little slower wind velocity (7.5 ± 2.5 m/s) than expected. This was because of the nonlinear motion of the phase plates. In conclusion, we successfully mimicked the atmospheric disturbance of Bohyunsan Observatory with an error of less than 10% in terms of Fried parameter and wind velocity.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제21권4호
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• pp.18-29
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• 2022

주도로 차량 위주의 좌회전감응신호운영은 보행대기시간은 더 늘어날 수 있기 때문에 이는 보행자의 불편 또는 스트레스를 유발하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 좌회전감응신호 적용 전·후의 보행대기시간과 설문조사를 통해 보행자가 느끼는 스트레스를 살펴보았으며 이를 개선하기 위하여 보행자우선 감응신호 시뮬레이션(VISSIM) 분석을 하였다. 좌회전감응신호 적용 후 보행대기시간은 비첨두시간에 37% 증가했다. 설문 결과 보행대기시간이 길어졌다가 62.1%, 그 중 78%는 그로 인하여 스트레스를 받는거로 나타났다. 한편 보행자우선 감응신호 시뮬레이션(VISSIM) 분석 결과, 차량 통행속도는 1.07km/h(2.5%)로 소폭 감소한 반면 보행 평균대기시간은 15.51초(28%) 감소하여 크게 개선되었다. 따라서 보행자우선 감응신호는 보행 대기시간을 감소시켜 보행자 스트레스를 완화할 수 있을 것으로 기대한다.