• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.443-446
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• 2003

A 2-Dimensional SSIMT(Suppressed Sidewall Injection Magnetotransistor) sensor with high linearity is presented in this paper. The prototype is fabricated by using the Hynix $0.6{\mu}m$ CMOS Process. The fabricated SSIMT shows that the variation of each collectors current are extremely linear by varing the magnetic induction from -200mT to 200mT at $I_B\;:\;1000{\mu}A,\;V_{CE}\;=\;5V\;and\;V_{SUB}\;=\;5V$. The relative sensitivity is up to 13%/T. At B = 0, magnetic offset is about 40mT, there relative sensitivity is 4.72%/T. The nonlinearity of the fabricated 2-D SSIMT is measured about 1.2%.

• 센서학회지
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• 제12권2호
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• pp.79-87
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• 2003

본 논문에서는 비선형 특성을 갖는 센서 배열을 사용하는 시스템에서, 센서 배열에 soft computing을 이용하여 선형적인 특성을 얻고, 배열의 특성을 이용하여 외란의 영향을 감소시켜 시스템의 성능을 향상시키는 방법을 제안한다. 대표적인 예로 배열에 사용된 광전도 센서인 CdS는 단일 CdS 셀 조차도 비선형적인 특성을 갖고 있기 때문에 비선형 특성을 소속 함수로 표현하는 퍼지 변수를 사용한다. 배열로 사용되는 센서에 각 단일 센서의 소속 함수와 특성을 이용하는 퍼지 논리를 적용하여 전체적으로 선형화된 센서 특성을 얻는다. 각 센서의 비선형적 요소를 표현하는 소속함수의 파라미터들에 유전 알고리즘을 사용하여 최적화 된 선형 특성을 얻어 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 보정을 위한 센서를 추가하지 않고 센서 배열의 특성을 이용하여 광전도 센서가 민감한 영향을 받는 외란을 보정하여 시스템의 외란 제거 성능을 향상시킬 수 있다. CdS 센서 배열의 자체 비선형성 뿐만 아니라 입력되는 물체의 그림자는 경계가 뚜렷하지 않고 흐릿하므로 퍼지 논리를 이용하는 방법이 거리측정과 외부 광원에 의한 외란에 대해 향상된 결과를 보인다. 제안된 방법을 적용한 센서 배열을 자기부상(Magnetic Levitation System)에서 볼의 거리 측정에 적용하여 성능을 검증한다.

• 센서학회지
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• 제11권2호
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• pp.67-76
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• 2002

본 연구에서는 페라이트 링 코어를 이용한 2차원 fluxgate 센서를 제안하였으며, 본 fluxgate 센서 시스템은 2차원 자장을 측정할 수 있는 센서와 그 센서를 구동하기 위한 구동회로, 그리고 신호처리회로 등으로 구성하였다. 신호 검출 방법으로는 우수고조파 성분 검출을 위해 PSD(phase sensitivity detector) 회로를 사용하였으며, 기존의 제 2고조파 검출법과 비교하기 위해서 pick-up 코일 출력전압의 제 2고조파 성분을 FFT 스펙트럼 분석기를 사용하여 측정하였고, 이렇게 측정된 제 2고조파 성분의 전압과 PSD 단의 출력전압을 비교하였다. 그 결과 여자전류의 증가에 따라 센서의 출력전압도 증가하였으며, 구동주파수에 따른 PSD 단의 출력전압은 주파수가 1.5[kHz]일 때까지는 증가하였지만, 그 이상의 주파수에서는 감소함을 보였다. 그리고 pick-up 코일의 제 2고조파 성분의 전압은 계속 증가함을 보였다. 센서의 최대감도는 구동주파수 1.5 [kHz], 구동전류 2 [App]에서 최대값을 보였으며 감도는 약 1580 [V/T]였다. 센서의 비선형계수는 3 [G] 이내에서 제 2고조파 성분의 전압인 경우 약 1 [%]이내였으며, PSD 단 이후는 약 2.3 [%]이내였다. 그리고 각도오차는 약 ${\pm}2$ [%/FS]이내였다.

• 센서학회지
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• 제5권5호
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• pp.21-29
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• 1996

(111), $n/n^{+}/n$ 3층 구조의 실리콘 기판을 HF 용액 내에서 양극반응시켜 선택확산된 $n^{+}$ 층에 다공질 실리콘층(Porous Silicon Layer : PSL)을 형성한 후, 이를 5% NaOH 수용액에서 식각하여 미세구조를 제조하는 다공질 실리콘 식각법을 이용한 실리콘 미세구조의 제조법으로 8개의 빔을 갖는 압저항형 실리콘 가속도센서를 제조하였다. 제조된 가속도센서의 매스 패드(mass pad)의 반경, 빔 길이, 빔 폭, 그리고 빔 두께는 각각 $700\;{\mu}m$, $50;{\mu}m$, $100\;{\mu}m$, $7\;{\mu}m$ 였다. 자동차의 응용을 위하여 50g 범위의 가속도를 측정할 수 있도록 진동질량은 2 mg으로 제조하였다. 이때, 진동질량을 부가하는 방법은 Pb/Sn/Ag 솔더 페이스트를 매스 패드에 디스펜싱한 후, 3-zone reflow 장치를 사용하여 열처리하였다. 제조된 가속도센서의 충격응답에 대한 감쇠시간은 약 30 ms로 나타났으며, 가산회로로 합한 출력의 감도는 2.9 mV/g이며, 비선형특성은 full scale 출력에서 2%이하로 측정되었다. 그리고 각 브릿지의 편차는 ${\pm}5%$ 미만으로 나타났다. 또한 측정된 타축감도는 약 4% 이하로 나타났으며, 시뮬레이션 결과로 부터 얻은 센서의 공진주파수는 2.15 KHz이었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.353-360
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• 2012

본 논문은 파티클 필터 방법을 이용하여 로봇의 외부에 설치된 특징점들과 로봇의 위치를 동시에 추정하는 SLAM 방법을 제안한다. 파티클 필터 방법은 로봇 동작의 비선형성 및 센서 오차의 비가우시안 특성을 고려할 수 있다. 제안된 방법에서 추정할 변수는 로봇의 위치와 특징점들의 위치이다. 본 연구에서 특징점은 초음파 신호를 발생시키는 4개의 비이컨들이 사용된다. 그리고 로봇은 비이컨들로부터 초음파 신호를 수신하여 각각의 비이컨까지의 거리를 계산한다. 그리고 영역센서를 이용하여 이동로봇이 동작하는 환경의 기하학적 지도정보를 생성하는 과정을 보였다. 제안된 방법은 로봇의 위치와 방향을 추정하기 때문에 영역센서에 의해 획득된 데이터를 사용하여 기하학적 지도를 생성할 수 있다. 또한 데드레크닝 방법 및 삼변측량 방법과의 로봇 위치추정 비교 실험을 통하여 제안된 방법을 평가하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제28권8호
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• pp.701-707
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• 2019

Highland farming is agriculture that takes place 400 m above sea level and typically involves both low temperatures and long sunshine hours. Most highland Chinese cabbages are harvested in the Gangwon province. The Ubiquitous Sensor Network (USN) has been deployed to observe Chinese cabbages growth because of the lack of installed weather stations in the highlands. Five representative Chinese cabbage cultivation spots were selected for USN and meteorological data collection between 2015 and 2017. The purpose of this study is to develop a weight prediction model for Chinese cabbages using the meteorological and growth data that were collected one week prior. Both a regression and random forest model were considered for this study, with the regression assumptions being satisfied. The Root Mean Square Error (RMSE) was used to evaluate the predictive performance of the models. The variables influencing the weight of cabbage were the number of cabbage leaves, wind speed, precipitation and soil electrical conductivity in the regression model. In the random forest model, cabbage width, the number of cabbage leaves, soil temperature, precipitation, temperature, soil moisture at a depth of 30 cm, cabbage leaf width, soil electrical conductivity, humidity, and cabbage leaf length were screened. The RMSE of the random forest model was 265.478, a value that was relatively lower than that of the regression model (404.493); this is because the random forest model could explain nonlinearity.

• 한국안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.39-45
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• 2015

This paper deals with development of integrity evaluation instrument for the power line surge protective device. A reliable power supply is an essential element in the developed information and communication society by highly advances in IT technology. However, the lightning incidence also increased with the recent extreme weather events. In Korea, in order to protect the electrical system from lightning surge, SPD(Surge Protective Device) has been used for these past 30 years. However, the method of diagnosing the safety of the SPD in the industry is insufficient. In this paper, SPD integrity evaluation system was composed of a variable DC power source unit, voltage-current sensor and the embedded controller. In order to measure V-I characteristics of MOV, 3 type samples were degraded by impulse current generator. After impulse tests, the varistor voltage of all samples and nonlinearity coefficient were decreased. It confirmed the utility of the developed equipment by this experimental test and the reliability of SPD is expected for surge accident prevention when applied to industrial plant.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.244-247
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• 2002

The performance of the precision micro-positioning 4-dof stage is presented. The compact design utilizes the monolithic mechanism to achieve the translation in the Z axis and rotation in the $\theta$ z, $\theta$ x and $\theta$ y axes with high stiffness and high damping. Hysteresis, nonlinearity, and drift of the piezoelectric effects are improved by incorporating the sensors in a feedback control. Experiments demonstrate that the micro-positioning stage is capable of 2nm resolution over the travel range of 25$\mu\textrm$ m in the Z axis, 0.0l7 $\mu\textrm$ rad resolution over the 170$\mu\textrm$ rad in the $\theta$ z and 0.011 $\mu\textrm$ rad resolution over the $\mu\textrm$ rad in the $\theta$ x and $\theta$ y axes. The cross-axis interferences among the axes are at a noise range. This stage is available for positioning error compensation of the XY stage with large stroke.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권2호
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• pp.33-39
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• 1998

A six-beam accelerometer with self-compensated off-axis sensitivity was fabricated onthe selectively diffused (111)-oriented n/n$^{+}$/n silicon substrates by a unique porous silicon micromachining technique, which has self-stip characteristics and highly seletive formation of porous silicon layer during anodic reaction. Also, the characteristics of the fabricated accelerometer were investigated. The sensitivity of the acceleormeter added up outputs of three bridges through a summing circuit was 0.68 mV/g and the nonlinearity was less than 2% of the full scale output. The measured first resonant frequency was 4.236 kHz. When the outputs of three bridges were compared to summing output of bridges obtained through summing circuit, the normal output for Z-axis acceleration exhibited the same value s summing outputs of three bridges without reduction of sensitivity and thus the sensitivity decrease due to additional beam was compensated. Although a maximum off-axis sensitivity in one bridge of the accelerometer showed 17% of normal sensitivity, the off axis sensitivity obtained from summing output of three bridges decreased to 1.0%. Therefore, the self-elimination of off-axis sensitivity can be simply realized by obtaining the output of the sensor through summing circuit.t.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.411-416
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• 2016

This paper presents the design methodology of an unknown input observer for Lipschitz nonlinear systems with unknown inputs in the framework of convex optimization. We use an unknown input observer (UIO) to consider both nonlinearity and disturbance. By deriving a sufficient condition for exponential stability in the linear matrix inequality (LMI) form, existence of a stabilizing observer gain matrix of UIO will be assured by checking whether the quadratic stability margin of the error dynamics is greater than the Lipschitz constant or not. If quadratic stability margin is less than a Lipschitz constant, the coordinate transformation may be used to reduce the Lipschitz constant in the new coordinates. Furthermore, to reduce the maximum singular value of the observer gain matrix elements, an object function to minimize it will be optimally designed by modifying its magnitude so that amplification of sensor measurement noise is minimized via multi-objective optimization algorithm. The performance of UIO is compared to a nonlinear observer (Luenberger-like) with an application to a flexible joint robot system considering a change of load and disturbance. Finally, it is validated via simulations that the estimated angular position and velocity provide true values even in the presence of unknown inputs.