• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.195-201
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• 2015

전기굴삭기는 배터리에 저장된 에너지로 전동기-유압펌프를 구동해서 유압 에너지를 생성하고 이를 작업에 활용한다. 기존 유압굴삭기의 유압펌프는 디젤 엔진의 운전 효율에 최적화된 레귤레이터에 의해 제어되고, 유압펌프 자체의 효율은 고려되지 않았다. 전기굴삭기는 배터리를 에너지원으로 사용하기 때문에 전동기의 효율뿐 아니라 유압펌프의 효율을 함께 고려한 제어가 요구된다. 통합 제어를 위해서 유압펌프와 전동기의 출력과 효율 특성을 분석하여 효율맵을 작성하였고, 이를 바탕으로 최적동작맵을 구성하고 통합 제어 알고리즘을 개발했다. 알고리즘의 효과를 확인하기 위해 전기굴삭기 MILS 를 구성해서 통합 제어 알고리즘을 적용했다. 굴삭기 작업 시뮬레이션 결과는 통합 제어 알고리즘이 시스템 효율을 향상 시켰음을 보여준다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제43권4호
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• pp.35-44
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• 2006

LonWorks/IP 가상 디바이스 네트워크(VDN) 상의 전달지연은 실시간 분산제어 시스템의 성능과 안정성을 악화시킨다. LonWorks/IP VDN은 LonWorks 디바이스 네트워크와 IP( 데이터) 네트워크와의 통합네트워크이다. LonWorks/IP VDN 상에서의 서보제어를 수행할 경우 시간지연은 확률적인 특성을 강하게 나타낸다. 산업현장에 대한 예지보전을 위한 실시간 분산제어 환경에서 즉각적인 응답은 필수불가결한 요소이다. 그러므로 네트워킹 된 분산제어시스템의 안정성을 보장하고 성능을 개선하기 위해서는 시간에 따라 가변적인 불확실한 시간지연을 보상할 필요가 있다. 본 논문에서는 출력 되먹임 루프에 적절한 필터와 외란관측기를 이용한 제어기를 제안한다. 컴퓨터 모의실험을 통하여 제안된 제어기의 성능과 안정성이 Smith 예측기 기반의 내부모델제어기 (IMC)의 제어결과와 비교 제시된다. 제안된 제어기는 IMC 보다 안정성과 추종성능을 상당히 개선시킬 수 있으며 외란과 잡음에 강인한 특성을 갖는 것을 보인다. 그러므로 제안된 제어기는 가변적인 시간지연을 갖는 LonWorks/IP VDN 상에서 예지보전을 위한 실시간 분산제어에 매우 적합하다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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• pp.112-119
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• 2001

Parameter tuning methods by Ziegler-Nickels for control systems are generally classified into Z-N(1) and Z-N(2). The purpose of this paper is to describe what relations exist between methods of Z-N(1) and Z-N(2), or how Z-N(1) method can be originated from Z-N(2) method by analyzing one loop control system of P or PI controller and time delay process. The formulas of Z-N(1) consist of process parameters, L(time delay), $K_m$(gain) and $T_m$(time constant), but Z-N(2) method is based only on the ultimate gain $K_u$ and the ultimate period $T_u$ acquired normally by practical trial without any parameters of Z-N(1). In this paper, for the first step to seek mutual relations, the simple formulas of Z-N(2) are transformed into the formulas composed of the same parameters as Z-N(1) which is derived from the analysis of frequency characteristics. Then, the approximation of the actual ultimate frequency is proposed as important premise in the translation between Z-N(1) and (2). Such equalization and approximation brings a simple approximated formula which can explain how Z-N(1) is originated from the Z-N(2) in the form of formula. And a model system is adopted to compare the approximated formula to Z-N(1) and Z-N(2) methods, the results of which show the effectiveness of the proposals.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.148-156
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• 2005

본 논문은 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 제어를 이용한 강인한 서보시스템의 설계법을 제안하고 이것을 3관성 벤치마크문제에 적용하여 이 방법의 유용성을 확인한다. 먼저 내부모델의 원리를 이용하여 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 제어기법을 적용할 수 있는 구조를 제안하고 이 구조의 타당성을 검토한다. 다음에 강인한 서보시스템의 설계조건을 각각 $H_2$ 및 $H_{\infty}$의 설계사양으로 분리한 뒤 제안된 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 설계법에 적용하여 설계를 LMI이론에 의하여 실행한다. 마지막으로 3관성벤치마크 문제에서 부가된 몇 가지의 사양을 제안된 혼합 $H_2/H_{\infty}$법에 맞도록 수정한 뒤 제어기의 설계를 통한 설계사양의 만족도를 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권11C호
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• pp.148-156
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• 2001

본 논문에서는 RISC 마이크로프로세서에 DSP프로세서를 추가하여 멀티미디어 기능이 강화된 응용에 알맞은 마이크로프로세서(YS-RDSP)를 제안한다. YS-RDSP는 최대 4개의 명령어를 동시에 병렬로 처리할 수 있다. 프로그램의 크기를 줄이기 위해 YS-RDSP는 16비트와 32비트의 두 가지 명령어 길이를 지원한다. YS-RDSP는 칩 하나로 RISC마이크로프로세서의 programmability 및 제어능력에 DSP의 처리능력을 제공하기 위하여 8-KByte ROM과 8-KByte RAM을 내장하고 있다. 칩 내에 있는 주변장치중 하나인 시스템 컨트롤러는 저전압 동작을 위한 3가지의 전압강하모드를 지원하며 SLEEP명령어는 CPU코어와 주변장치의 동작상태를 변환시킨다. YS-RDSP프로세서는 Verilog-HDL를 이용하여 하향식설계방식으로 구현되었고 C-언어로 작성된 사이클 단위 시뮬레이터를 이용하여 개선되고 검증되었다. 검증된 모델은 0.6um, 3.3V CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성되었으며 자동화 P&R에 의해 10.7mm8.4mm코어 면적을 갖도록 레이아웃 되었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권6호
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• pp.662-671
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• 2012

Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) will be widely used in future transportation systems to reduce oil fuel consumption. Therefore, the electrical energy demand will be increased due to the charging of a large number of vehicles. Without intelligent control strategies, the charging process can easily overload the electricity grid at peak hours. In this paper, we consider a smart charging and discharging process for multiple PHEVs in a building's garage to optimize the energy consumption profile of the building. We formulate a centralized optimization problem in which the building controller or planner aims to minimize the square Euclidean distance between the instantaneous energy demand and the average demand of the building by controlling the charging and discharging schedules of PHEVs (or 'users'). The PHEVs' batteries will be charged during low-demand periods and discharged during high-demand periods in order to reduce the peak load of the building. In a decentralized system, we design an energy cost-sharing model and apply a non-cooperative approach to formulate an energy charging and discharging scheduling game, in which the players are the users, their strategies are the battery charging and discharging schedules, and the utility function of each user is defined as the negative total energy payment to the building. Based on the game theory setup, we also propose a distributed algorithm in which each PHEV independently selects its best strategy to maximize the utility function. The PHEVs update the building planner with their energy charging and discharging schedules. We also show that the PHEV owners will have an incentive to participate in the energy charging and discharging game. Simulation results verify that the proposed distributed algorithm will minimize the peak load and the total energy cost simultaneously.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.31-46
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• 2009

An Unscented Kalman Filter (UKF) for estimation of the attitude and rate of a spacecraft using only magnetometer vector measurement is developed. The attitude dynamics used in the estimation is the nonlinear Euler's rotational equation which is augmented with the quaternion kinematics to construct a process model. The filter is designed for small satellite in low Earth orbit, so the disturbance torques include gravity-gradient torque, magnetic disturbance torque, and aerodynamic drag torque. The magnetometer measurements are simulated based on time-varying position of the spacecraft. The filter has been tested not only in the standby mode but also in the detumbling mode. Two types of actuators have been modeled and applied in the simulation. The PD controller is used for the two types of actuators (reaction wheels and thrusters) to detumble the spacecraft. The estimation error converged to within 5 deg for attitude and 0.1 deg/s for rate respectively when the two types of actuators were used. A joint state parameter estimation has been tested and the effect of the process noise covariance on the parameter estimation has been indicated. Also, Monte-Carlo simulations have been performed to test the capability of the filter to converge with the initial conditions sampled from a uniform distribution. Finally, the UKF performance has been compared to that of the EKF and it demonstrates that UKF slightly outperforms EKF. The developed algorithm can be applied to any type of small satellites that are actuated by magnetic torquers, reaction wheels or thrusters with a capability of magnetometer vector measurements for attitude and rate estimation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.283-289
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• 2010

친환경기술과 신재생 에너지 자원에 대한 세계적인 관심이 증가하면서, 플라이휠 에너지 저장 장치는 화학전지나 연료전지와 같은 기존의 에너지 저장 시스템의 대안 중 하나로 부상하고 있다. 플라이휠 에너지 저장장치의 에너지 저장 용량은 극질량 관성모멘트와 회전속도의 제곱에 비례하기 때문에, 가능한 높은 회전속도와 높은 극질량 관성모멘트를 갖도록 설계하는 것이 중요하다. 하지만, 시스템의 운전안정성 확보가 최적설계의 구속조건으로 작용할 수 있다. 본 논문에서는 에너지 저장 용량을 최대화하고 운전안정성 및 외란에 대한 강인성을 확보하는 플라이휠 시스템의 최적설계를 제안한다. 그리고, 기존의 PD 제어에 비교하여 교차궤환제어법이 자이로스코프효과를 줄이고, 에너지 저장밀도를 높이는데 필수적임을 확인하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권4호
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• pp.559-566
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• 2016

Software defined network (SDN) can effectively improve the performance of traffic engineering and will be widely used in backbone networks. Therefore, new energy-saving schemes must take SDN into consideration; this action is extremely important owing to the rapidly increasing energy consumption in telecom and Internet service provider (ISP) networks. Meanwhile, the introduction of SDN in current networks must be incremental in most cases, for technical and economic reasons. During this period, operators must manage hybrid networks in which SDN and traditional protocols coexist. In this study, we investigate the energy-efficient traffic engineering problem in hybrid SDN/Internet protocol (IP) networks. First, we formulate the mathematical optimization model considering the SDN/IP hybrid routing mode. The problem is NP-hard; therefore, we propose a fast heuristic algorithm named hybrid energy-aware traffic engineering (HEATE) as a solution. In our proposed HEATE algorithm, the IP routers perform shortest-path routing by using distributed open shortest path first (OSPF) link weight optimization. The SDNs perform multipath routing with traffic-flow splitting managed by the global SDN controller. The HEATE algorithm determines the optimal setting for the OSPF link weight and the splitting ratio of SDNs. Thus, the traffic flow is aggregated onto partial links, and the underutilized links can be turned off to save energy. Based on computer simulation results, we demonstrate that our algorithm achieves a significant improvement in energy efficiency in hybrid SDN/IP networks.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권1호
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• pp.168-180
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• 2018

In order to achieve the high quality output voltage of single-phase voltage source inverters, in this paper an Adaptive Complementary Sliding Mode Control (ACSMC) is proposed. Firstly, the dynamics model of the single-phase inverter with lumped uncertainty including parameter variations and external disturbances is derived. Then, the conventional Sliding Mode Control (SMC) and Complementary Sliding Mode Control (CSMC) are introduced separately. However, when system parameters vary or external disturbance occurs, the controlling performance such as tracking error, response speed et al. always could not satisfy the requirements based on the SMC and CSMC methods. Consequently, an ACSMC is developed. The ACSMC is composed of a CSMC term, a compensating control term and a filter parameters estimator. The compensating control term is applied to compensate for the system uncertainties, the filter parameters estimator is used for on-line LC parameter estimation by the proposed adaptive law. The adaptive law is derived using the Lyapunov theorem to guarantee the closed-loop stability. In order to decrease the control system cost, an inductor current estimator is developed. Finally, the effectiveness of the proposed controller is validated through Matlab/Simulink and experiments on a prototype single-phase inverter test bed with a TMS320LF28335 DSP. The simulation and experimental results show that compared to the conventional SMC and CSMC, the proposed ACSMC control strategy achieves more excellent performance such as fast transient response, small steady-state error, and low total harmonic distortion no matter under load step change, nonlinear load with inductor parameter variation or external disturbance.