• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제15권1호
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• pp.28-37
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• 2018

When the wind speed rises above the rated wind speed, the produced power of the wind turbines exceeds the rated power. Even more, the excessive power results in the undesirable mechanical load and fatigue. A solution to this problem is pitch control of the wind turbines. This paper presents a systematic design method of a collective pitch controller for the wind turbines using a discrete fuzzy Proportional-Integral (PI) controller. Unlike conventional PI controllers, the fuzzy PI controller has variable gains according to its input variables. Generally, tuning the parameters of fuzzy PI controller is complex due to the presence of too many parameters strongly coupled. In this paper, a systematic method for the fuzzy PI controller is presented. First, we show the fact that the fuzzy PI controller is a superset of the PI controller in the discrete-time domain and the initial parameters of the fuzzy PI controller is selected by using this relationship. Second, for simplicity of the design, we use only four rules to construct nonlinear fuzzy control surface. The tuning parameters of the proposed fuzzy PI controller are also obtained by the aforementioned relationship between the PI controller and the fuzzy PI controller. As a result, unlike the PI controller, the proposed fuzzy PI controller has variable gains which allow the pitch control system to operate in broader operating regions. The effectiveness of the proposed controller is verified with computer simulations using FAST, a NREL's primary computer-aided engineering tool for horizontal axis wind turbines.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권5호
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• pp.638-647
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• 2011

Various approaches directly using vibrations of speakers have been suggested to effectively display the aural information such as the music to the hearing-impaired or the deaf. However, in these approaches, the human can't sense the frequency information over the maximum perceivable vibro-tactile frequency (around 1kHz). Therefore, in this study, an approach via spectral modulation of compressing the high frequency audio information into perceivable vibro-tactile frequency domain and outputting the modulated signals through the designated speakers is proposed. Then it is shown, through simulations of using Short-Time Fourier Transform (STFT) with Hanning windows and through preliminary experiments of using the vibro-tactile display testbed which is built and interfaced with a notebook PC, that the modulated signal of a natural sound composing sounds of a frog, a bird, and a water stream could produce the noise-free signal suitable enough for vibro-tactile speakers without causing Significant interfering disturbances, Lastly, for three different combinations of information provided to the subject, that is, i) with only video image, ii) with video image along with the modulated vibro-tactile stimuli as proposed in this study to the forearm of the subject, and iii) with video image along with full audio information, the effects to the human sense of reality and his emotion to given audio-video clips including various sounds and images are investigated and compared. It is shown from results of those experiments that the proposed method of providing modulated vibro-tactile stimuli along with the video images to the human has very high feasibility to transmit pseudo-aural sense to the human.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.407-415
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• 2011

본 논문에서는 등방성(isotropic) 특성과 작은 분산 오차(low dispersion error)를 갖는 3차원 등방성 시간 영역 유한 차분법(ID-FDTD: Isotropic Dispersion Finite Difference Time Domain) 방법의 stability condition과 광대역 해석 특성에 대해 논의하였다. 3차원 ID-FDTD 방법은 기존의 Yee FDTD 방법의 비등방성 특성과 큰 분산 오차를 개선하기 위해 제안되었다. 기존 연구에서는 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition을 수치적으로 계산하였지만, 이에 대한 검증이 충분히 이뤄지지 않은 상태이다. 이에 본 논문에서는 단일 주파수와 광대역 주파수 신호를 입력원으로 한 모의 실험 환경에서 3차원 ID-FDTD 방법의 stability condition 검증을 수행하였다. 또한 광대역 특성에 대해 3차원 ID-FDTD 방법과 유사한 알고리즘들을 비교 분석해 해보았고, 마지막으로 3D ID-FDTD을 적용하여 대형 크기 구 모델에 대해 radar cross section(RCS) 해석을 수행함으로써, 실질적 해석을 통한 알고리즘 검증 및 분석을 마무리 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.45-52
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• 2006

압전재료를 사용한 복합재료 패널의 플러터 억제 방법으로서 비선형 모델을 기반으로 하는 비선형 제어기법 중의 하나인 궤환 선형화에 의한 제어방법을 소개하였다. 기존의 패널 플러터 제어기에 대한 대부분의 연구들은 선형모델을 기반으로 설계된 선형2차제어기(LQR: Linear Quadratic Regulator)였음에 비해, 본 연구에서 제안한 비선형제어기는 시스템이 갖고 있는 비선형 특성들을 모두 고려해서 설계하였다. 압전 작동기로서는 PZT를 사용하였다. 가상변위의 원리와 4절점 사각형 요소를 사용하여 이산화된 비선형 운동방정식을 유도하였으며 제어기 설계를 위해 모달 변환을 통해 상태공간에서의 비선형 연계-모달 방정식으로 변환하였다. 본 논문에서 제안한 비선형 제어기에 의한 제어 결과와 선형모델을 기반으로 한 LQR 제어결과를 Newmark 수치적분법을 통해 시간영역에서 비교하였다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.138-146
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• 2013

수동 소나는 데몬 처리를 통해 수중 표적의 방사 소음으로부터 프로펠러 정보를 분석한다. 기존 데몬 처리 기법은 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 높이기 위해 시간 영역에 대해 음향 신호를 분할하여 중첩 처리하는 방법을 사용하였다. 다시 말해 일정 시간동안 음향 신호를 수집 및 분할 처리 후 평균을 취해 잡음의 분산(variance)을 감소시켜 신호대 잡음비를 향상시켰다. 그러나 이러한 방법은 각 처리 구간의 음향 신호가 서로 독립적이지 않아 높은 성능 향상을 위해서는 많은 시간과 연산량이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 대역 분할 처리를 통한 데몬 처리 성능 향상 기법을 제안한다. 제안된 기법은 주파수 영역에서 음향 신호의 구간을 분할하여 데몬 처리를 수행하므로 기존 중첩 기법에 비해 짧은 시간안에 서로 독립적 음향 신호 수집이 가능하다. 따라서 기존 기법에 비해 적은 시간과 연산량으로 동일한 성능을 발휘할 수 있다. 제안된 기법은 수학적 분석 및 시뮬레이션을 통해 기존 기법에 비해 성능이 우수함을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권4호
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• pp.847-858
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• 2016

An overview is given on the work of the Laboratory of Nuclear Energy Systems at ETH, Zurich (ETHZ) and of the Laboratory of Thermal Hydraulics at Paul Scherrer Institute (PSI), Switzerland on tight-lattice bundles. Two-phase flow in subchannels of a tight triangular lattice was studied experimentally and by computational fluid dynamics simulations. Two adiabatic facilities were used: (1) a vertical channel modeling a pair of neighboring sub-channels; and (2) an arrangement of four subchannels with one subchannel in the center. The first geometry was equipped with two electrical film sensors placed on opposing rod surfaces forming the subchannel gap. They recorded 2D liquid film thickness distributions on a domain of $16{\times}64$ measuring points each, with a time resolution of 10 kHz. In the bubbly and slug flow regime, information on the bubble size, shape, and velocity and the residual liquid film thickness underneath the bubbles were obtained. The second channel was investigated using cold neutron tomography, which allowed the measurement of average liquid film profiles showing the effect of spacer grids with vanes. The results were reproduced by large eddy simulation + volume of fluid. In the outlook, a novel nonadiabatic subchannel experiment is introduced that can be driven to steady-state dryout. A refrigerant is heated by a heavy water circuit, which allows the application of cold neutron tomography.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.66-72
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• 2004

PID제어는 수십년간 잘 사용이 되어 왔다. PID알고리즘은 적당한 튜닝법을 사용하여 파라미터를 구하여 제어시스템을 설계한다. 그러나 어떤 경우에는 다양한 평가지표가 필요하고, 따라서 이들 다양한 평가지표를 사용하여 설계할 제어시스템이 필요로 하는 조건들을 만족되게 해야 한다. 본 논문에서는 오차, 제어입력의 에너지 및 제어입력의 변화율 등의 시간영역지표들은 물론이고 견실성을 확보하기 위해서 견실성 지표 예들 들면 가중치를 부과한 상보감도함수의 무한대놈을 포함한 선형조합형태의 평가지표를 사용하여 2 자유도 PID제어기를 설계한다. 수치해석을 통하여 최적의 2 자유도 PID파라미터들을 구한다. 이들 I-PD형 등의 2자유도 형은 PID를 변형한 형태로서 단일의 PID제어기들에 비해 더 개선된 출력특성을 얻을 수 있음을 보인다. 시뮬레이션은 MATLAB m 및 mdl파일을 통하여 실행한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권5C호
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• pp.496-512
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• 2007

본 논문에서는 엔트로피 복호화 과정을 부분적으로 수행하여 특징 벡터를 구성하는 새로운 JPEG-2000 압축 영상 검색 시스템을 제안한다. 제안하는 방법은 JPEG-2000 엔트로피 부호화 과정을 통해 발생하는 다양한 문맥 정보를 이용한다. 엔트로피 부호화 기술은 주위 인접한 웨이블릿 계수들의 부호 및 중요 상태 계수의 구조적인 패턴을 분석하여 세 가지의 부호화 패스 및 네 가지의 부호화 기술을 통해 총 19가지의 문맥 정보를 발생한다. 문맥 정보는 산술 부호화 과정에서 부호화 하는 심벌의 확률을 예측하기 위한 모델을 제공한다. 그리고 문맥 정보는 영상의 국부적인 특징을 서술 할 수 있기 때문에 다양한 패턴 특성을 나타내는 질감 영상을 효율적으로 정의할 수 있다. 또한 제안하는 알고리즘은 JPEG-2000 압축 영상에서 복호화 과정을 부분적으로 수행하기 때문에 영상 검색을 수행하기 위한 검색 시간에서 뛰어난 성능을 나타낼 수 있다. 실험을 위해 MIT VisTex 질감 영상을 이용하여 다양한 왜곡 영상 및 유사 영상 데이터베이스를 구성하였으며 기존 검색 알고리즘을 구현하여 제안하는 검색 시스템과 비교 및 평가한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 기존 검색 방법보다 검색 성능에서 뛰어날 뿐만 아니라 검색 시간에서도 많은 이득을 얻을 수 있다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권2호
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• pp.121-141
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• 2017

The purpose of this paper is to understand and model the slow current (~2 m/s) effects on the global response of a floating offshore platform in waves. A time-domain numerical simulation of full wave-current-body interaction by a quadratic boundary element method (QBEM) is applied to compute the hydrodynamic loads and motions of a floating body under the combined influence of waves and current. The study is performed in the context of linearized potential flow theory that is sufficient in understanding the leading-order current effect on the body motion. The numerical simulations are validated by quantitative comparisons of the hydrodynamic coefficients with the WAMIT prediction for a truncated vertical circular cylinder in the absence of current. It is found from the simulation results that the presence of current leads to a loss of symmetry in flow dynamics for a tension-leg platform (TLP) with symmetric geometry, resulting in the coupling of the heave motion with the surge and pitch motions. Moreover, the presence of current largely affects the wave excitation force and moment as well as the motion of the platform while it has a negligible influence on the added mass and damping coefficients. It is also found that the current effect is strongly correlated with the wavelength but not frequency of the wave field. The global motion of a floating body in the presence of a slow current at relatively small encounter wave frequencies can be satisfactorily approximated by the response of the body in the absence of current at the intrinsic frequency corresponding to the same wavelength as in the presence of current. This finding has a significant implication in the model test of global motions of offshore structures in ocean waves and currents.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.131-139
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• 1992

본 연구에서는 Dommermuth and Yue(1987)의 고차 스펙트럴법에 새로이 물체 포텐셜을 도입하여 물체와 자유표면과의 비선형 상호작용 문제를 다룰 수 있는 새로운 수치해법을 개발하였다. 또한, 이를 이용한 2차원 수치 파수조(numerical wave tank)에서 잠수 주상체의 조파저항문제와 규칙파군을 얻기 위한 조파 및 소파문제를 적용예로 다루었다. 계산예들을 통하여 초기의 물체운동이 급격히 시작되면 상당한 과도파를 유발하여 유용한 결과를 얻는데 실제적인 장애가 됨을 보였고, 초기의 점진적인 구동에 의해 이를 억제할 수 있음을 보였다. 본 수치해법은 자유표면의 분할요소수를 N이라 할때 계산량이 NlogN에 비례하여 증가하는 매우 효율적인 수치해법이며, 앞으로 그 활용이 기대 된다.