• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.237-242
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• 2012

AFC (Adaptive Feedforward Control) is significantly employed for improving control performance of dynamic systems particularly involving periodic disturbance signals in engineering fields. This paper presents a novel hybrid AFC approach for discrete-time systems with multiple disturbances in terms of control input and state variables. The proposed AFC mechanism is hierarchically composed of a conventional feedforward control framework and PID auxiliary control configuration in parallel. The former is generic to decrease periodic disturbance excited to control actuators and the latter is additionally constructed to overcome control deterioration due to time-varying uncertainty under given systems. We carry out numerical simulation to test reliability of our proposed hybrid AFC system and compare its control performance to a well-known conventional AFC method with respect to time and frequency domains for proving of its superiority.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권6호
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• pp.1303-1313
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• 2014

Dynamic behavior of the harmonic detection part of an active power filter (APF) has an essential role in filter compensation performances during transient conditions. Instantaneous power (p-q) theory is extensively used to design harmonic detectors for active filters. Large overshoot of p-q theory method deteriorates filter response at a large and rapid load change. In this study the harmonic estimation of an APF during transient conditions for balanced three-phase nonlinear loads is conducted. A novel fuzzy instantaneous power (FIP) theory is proposed to improve conventional p-q theory dynamic performances during transient conditions to adapt automatically to any random and rapid nonlinear load change. Adding fuzzy rules in p-q theory improves the decomposition of the alternating current components of active and reactive power signals and develops correct reference during rapid and random current variation. Modifying p-q theory internal high-pass filter performance using fuzzy rules without any drawback is a prospect. In the simulated system using MATLAB/SIMULINK, the shunt active filter is connected to a rapidly time-varying nonlinear load. The harmonic detection parts of the shunt active filter are developed for FIP theory-based and p-q theory-based algorithms. The harmonic detector hardware is also developed using the TMS320F28335 digital signal processor and connected to a laboratory nonlinear load. The software is developed for FIP theory-based and p-q theory-based algorithms. The simulation and experimental tests results verify the ability of the new technique in harmonic detection of rapid changing nonlinear loads.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제5권6호
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• pp.630-642
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• 2007

In this paper, we propose a direct model reference adaptive fuzzy control (MRAFC) for MIMO nonlinear systems whose structure is represented by the Takagi-Sugeno fuzzy model. The adaptive law of the MRAFC estimates the approximation error of the fuzzy logic system so that it provides asymptotic tracking of the reference signal for the systems with uncertain or slowly time-varying parameters. The developed control law and adaptive law guarantee the boundedness of all signals in the closed-loop system. In addition, the plant state tracks the state of the reference model asymptotically with time for any bounded reference input signal. To verify the validity and effectiveness of the MRAFC scheme, the suggested analysis and design techniques are applied to the tracking control of robot manipulator and simulation studies are carried out. In the control design, the MRAFC is combined with feedforward PD control to make the actual joint trajectories of the robot manipulator with system uncertainties track the desired reference joint position trajectories asymptotically stably.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권2호
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• pp.583-599
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• 2015

We apply the Bayesian matching pursuit (BMP) algorithm to the estimation of time-frequency selective channels in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems. By exploiting prior statistics and sparse characteristics of propagation channels, the Bayesian method provides a more accurate and efficient detection of the channel status information (CSI) than do conventional sparse channel estimation methods that are based on compressive sensing (CS) technologies. Using a reasonable approximation of the system model and a skillfully designed pilot arrangement, the proposed estimation scheme is able to address the Doppler-induced inter-carrier interference (ICI) with a relatively low complexity. Moreover, to further reduce the computational cost of the channel estimation, we make some modifications to the BMP algorithm. The modified algorithm can make good use of the group-sparse structure of doubly selective channels and thus reconstruct the CSI more efficiently than does the original BMP algorithm, which treats the sparse signals in the conventional manner and ignores the specific structure of their sparsity patterns. Numerical results demonstrate that the proposed Bayesian estimation has a good performance over rapidly time-varying channels.

• 한국음향학회지
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• 제13권6호
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• pp.24-30
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• 1994

본 논문에서는 금속에서의 광음향신호를 분석하기 위해 CW $CO_{2}$ 레이저를 사용하여 광음향 신호검출 시스템을 구성하였으며 알루미늄, 탄소강 및 활동을 샘플로 선택하고 레이저 변조주파수, 록인앰프의 시정수를 변화시키면서 샘플의 종류 및 두께에 따른 수 nA정도의 광음향 신호를 검출하여 신호처리 기법에 의해 금속에서의 광음향 신호의 특성을 분석하였다. 실험결과 시정수를 조정하여 광음향 신호를 안정화시킬 수 있었고 광음향 신호는 금속고유의 열팽창계수에 대한 열용량에 비례하여 증가하고 샘플두께 및 변조주파수에 대하여 지수함수적으로 감소함을 확인하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권10호
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• pp.1051-1060
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• 2000

Linear cyclic systems (LCS's) are a class of systems whose dynamic behavior changes cyclically. Such cyclic behavior is ubiquitous in systems with fundamentally repetitive motions (e. g. all rotating machinery). Yet, the knowledge of the noise and vibration transmission paths in LCS's is quite limited due to the time-varying nature of their dynamics. The first part of this two-part paper derives a generic expression that describes how the noise and/or vibration are transmitted between two (or multiple) locations in the LCS's. An analysis via the Fourier series and Fourier transform (FT) plays a major role in deriving this expression that turns out to be transfer function dependent upon the cycle position of the system. The cyclic nature of the LCS' transfer functions is shown to generate a series of amplitude modulated input signals whose carrier frequencies are harmonic multiples of the LCS' fundamental frequency. Applicability of signal processing techniques used in the linear time-invariant systems (LTIS's to the general LCSs is also discussed. Then, a criterion is proposed to determine how well a LCS can be approximated as a LTIS. In Part II, experimental validation of the analyses carried out in Part I is provided.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권1호
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• pp.27-36
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• 2014

This paper presents an adaptive wide-area damping controller (WADC) based on generalized predictive control (GPC) and model identification for damping the inter-area low frequency oscillations in large-scale inter-connected power system. A recursive least-squares algorithm (RLSA) with a varying forgetting factor is applied to identify online the reduced-order linearlized model which contains dominant inter-area low frequency oscillations. Based on this linearlized model, the generalized predictive control scheme considering control output constraints is employed to obtain the optimal control signal in each sampling interval. Case studies are undertaken on a two-area four-machine power system and the New England 10-machine 39-bus power system, respectively. Simulation results show that the proposed adaptive WADC not only can damp the inter-area oscillations effectively under a wide range of operation conditions and different disturbances, but also has better robustness against to the time delay existing in the remote signals. The comparison studies with the conventional lead-lag WADC are also provided.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.581-587
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• 2004

FFT 나 AR 방법에 기초해서 파워스펙트럼을 구하는 방법은 생체신호와 같이 시간에 따라 그 특성이 빠르게 변화하는 신호에는 적합하지 않다. 반면, 시-주파수 방법은 시간에 따라 특성이 변하는 신호를 분석하기에 유용한 장점을 지니고 있다. 본 논문에서는 시-주파수 분석방법을 이용하여 시-주파수 영역에서 심박변동신호를 분석하는 방법을 연구하였다. 여러 종류의 시-주파수 커널 함수들 중에서 심박변동 신호에 적합한 방법을 찾기 위해서 모의 HRV 신호를 이용하였다. HRV 모의신호를 이용하여 커널 함수들의 시간-주파수 분해 능력과 교차성분제거 능력에 대한 평가를 하였고 시-주파수 영역에서 심박변동신호의 주파수 성분들을 추출해 내는 방법들을 제시하였다. 17명의 피험자들을 대상으로 동전쌓기 실험을 3분씩 시행하여 심전도 실험을 측정한 다음 이를 심박변동 신호로 재구성하여 분석하였다. 실험결과 피험자들에게 가해진 정신적 스트레스는 교감신경을 활성화 시켜 LF/HF 증가의 원인이 되는 것으로 나타났다. 실험수행능력에 따라 두 그룹으로 나누어 관찰하였는데 스트레스를 많이 받는 그룹이 그렇지 않은 경우에 비해 작업능력이 떨어짐을 알 수 있었다.

• 감성과학
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• 제26권3호
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• pp.149-160
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• 2023

본 연구에서는 뇌혈류 신호를 측정할 수 있는 시변자계 기반의 비접촉식 직물센서를 설계하여 뇌혈류 신호 검출 및 감성평가의 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물센서는 40 denier의 은사를 30합사 한 후 컴퓨터 기계 자수하여 코일형 센서로 구현하였다. 뇌혈류 측정 실험을 위해 코일형 센서를 경동맥 부위에 부착하고, ECG (Electrocardiogram) 전극과 RSP (Respiration) 측정 벨트를 부착 및 착용하도록 하였으며, 동시에 초음파 진단기기를 사용해 도플러 초음파 검사(Doppler Ultrasonography)를 수행하여 혈류 속도를 측정하였다. 피험자에게 Meta Quest 2를 착용시키고, 실험을 위해 조작된 영상 시각 자극을 보여주면서 혈류 신호를 측정한 후 시각 자극에 대한 감성평가 설문지를 작성하도록 하였다. 측정 결과, 도플러 초음파 검사를 통해 측정된 혈류 속도 신호에 변화가 생길 때 직물센서로 측정한 신호도 함께 변화하는 것으로 나타났다. 이를 통해 코일형 직물센서를 이용하여 뇌혈류활동 신호를 측정할 수 있다는 것을 검증하였다. 또한, 감성평가를 위하여 ECG 신호와 PLL 신호(직물센서 신호)에서 추출한 HRV를 계산해서 비교한 결과, 시각 자극으로 인한 교감신경계와 부교감신경계의 활성화에 따른 비율의 변화에 대해서는 직물센서로 측정한 신호와 ECG 신호를 이용해 계산한 값이 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 시변자계 기반의 코일형 직물 센서를 통해 뇌혈류 변화 측정 및 감성 모니터링이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국음향학회지
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• 제37권1호
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• pp.60-65
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• 2018

본 논문에서는 양서류 울음소리 구별을 CNN(Convolutional Neural Network)에 적용하기 위한 방법으로 공분산 행렬과 모듈로그램(modulogram)을 제안한다. 먼저, 멸종 위기 종을 포함한 양서류 9종의 울음소리를 자연 환경에서 추출하여 데이터베이스를 구축했다. 구축된 데이터를 CNN에 적용하기 위해서는 길이가 다른 음향신호를 정형화하는 과정이 필요하다. 음향신호를 정형화하기 위해서 분포에 대한 정보를 나타내는 공분산 행렬과 시간에 대한 변화를 내포하는 모듈로그램을 추출하여, CNN의 입력으로 사용했다. CNN은 convolutional layer와 fully-connected layer의 수를 변경해 가며 실험하였다. 추가적으로, CNN의 성능을 비교하기 위해 기존에 음향 신호 분석에서 쓰이는 알고리즘과 비교해보았다. 그 결과, convolutional layer가 fully-connected layer보다 성능에 큰 영향을 끼치는 것을 확인했다. 또한 CNN을 사용하였을 때 99.07 % 인식률로, 기존에 음향분석에 쓰이는 알고리즘 보다 높은 성능을 보인 것을 확인했다.