• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.1241-1248
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• 2006

In high reliability systems for industrial network such as railway signal system, fieldbus protocols have been known to satisfy the real-time and fault tolerant requirements. But, the application of fieldbus has been limited due to the high cost of hardware and software, and the difficulty in interfacing with multi-vendor products. Therefore, as an alternative to fieldbus, the computer network technology, especially Ethernet(IEEE 802.3), is being adapted to the industrial network. In this paper, we propose a switched Ethernet based railway signal system because of its very promising prospect for industrial application due to the elimination of uncertainties in the network operation. In addition, we propose the redundancy architecture for the reliability of network components. More specifically, this paper presents an analytical performance evaluation of switched Ethernet for railway signal system, and shows experimental evaluation of redundancy architecture.

• 전기학회논문지
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• 제64권5호
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• pp.718-725
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• 2015

This paper proposes a novel level-shifted PWM (LS-PWM) strategy for fault tolerant cascaded multilevel inverter. Most proposed fault-tolerant operation methods in many of studies are based on a phase-shifted PWM (PS-PWM) method. To apply these methods to multilevel inverter systems using LS-PWM, two additional steps will be implemented. During the occurrence of a single-inverter-cell fault, the carrier bands scheme is reconfigured and modulation levels of inverter cells are reassigned in this proposed fault-tolerant operation. The proposed strategy performs balanced three-phase line-to-line voltages and line currents when a switching device fault occurs in a cascaded multilevel inverter using LS-PWM. Simulation and experimental results are included in the paper to verify the proposed method.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1-8
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• 2006

The Steer-By-Wire(SBW) system replaces complex mechanical linkages of the current steering system with electric motors, sensors, and electronic control units. However, the SBW system should guarantee its safety and reliability before commercialization, and therefore, a reliable and robust fault-tolerant technology has to be implemented. This paper proposes a fault-tolerant control algorithm for the SBW system. Based on careful analysis on propagation effects of sensor faults, a reliable fault-tolerant control strategy has been developed. The fault-tolerant controller consists of a fault detection part that monitors and detects faults in the steering wheel and road wheel sensors, and a reconfiguration part that switches to normal sensor signal based on fault detection information. It has been demonstrated by simulation that the proposed algorithm detects sensor faults accurately and enables reliable steering control under various dynamic fault situations.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_2호
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• pp.1003-1008
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• 2022

This paper proposes a method related to fault tolerance operation and characteristic analysis of asymmetric 6-phase permanent magnet synchronous motor. In general, motor drive systems with multi-phase structures can be continuously operated despite a reduction of power and speed by using a phase changeover or control techniques according to the failures. As a result, it is widely used in industrial fields such as aviation and defense, which require high efficiency and high reliability. In this paper, the second order ripple of the electrical fundamental freuqnecy occurs in the dq-axis currents of the synchronous coordinate system through mathematical analysis according to the switch open of the dual 3-phase inverter. Therefore, the fault tolerant operation method is presented by applying the fault detection method with a constant cycle for continuous operations. The effectiveness of the proposed fault tolerance operation method is verified through the several experiments.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.331-339
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• 2018

IEEE 1588은 측정 및 제어 시스템에서 사용되는 네트워크의 정확한 시각 동기 표준(PTP, Precision Time Protocol)이다. Best Master Clock (BMC) 알고리즘은 PTP에서 최적의 마스터-슬레이브 계층을 선택하기 위해 사용한다. 슬레이브가 마스터와의 링크 장애 또는 현재의 시각 동기 에러가 발생하였을 때, BMC는 자동으로 다른 마스터 신호를 수신할 수 있도록 한다. 이때의 슬레이브 클럭은 마스터 신호의 장애 보상 시간 값에 따라 달라진다. 그러나 BMC 알고리즘에서는 마스터 클럭의 장애 발생에 따른 빠른 고장 복구 방안은 전혀 고려하지 않았다. 이에 본 논문에서는 네트워크 본딩 (Bonding) 기술을 적용하여 마스터 클럭의 장애에 따른 빠른 복구 방안을 제시하였다. 본 연구는 리눅스 시스템의 PTP livery 데몬(Ptpd)과 IEEE 1588의 특정 프로파일을 사용하였으며, 본딩 모드를 통해서 제어하도록 하였다. 네트워크 본딩 기술은 둘 이상의 네트워크 인터페이스 신호를 하나의 네트워크 인터페이스에 전송하기 위해 신호를 결합하는 과정에 대한 것으로, 네트워크의 이중화와 성능 향상을 제공한다. 본딩 기술은 만약 하나의 링크에서 장애가 발생하면, 본딩되어 있는 다른 링크를 통해서 즉각적으로 신호 전달이 가능하기에 네트워크의 이중화 또는 부하 분산 등에 사용한다. IEEE 1588만 적용한 것과 대비하여 IEEE 1588 기술과 네트워크 본딩 기술을 결합한 네트워크 복구 기술의 뛰어난 성능을 본 논문을 통하여 증명하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5465-5470
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• 2012

FPGA(Field Programmable Gate Array) 디바이스는 회로의 개발 기간을 단축할 수 있으며, 낮은 비용으로 자체적인 회로를 구현할 수 있다는 장점이 있다. FPGA 중에서도 SRAM기술을 사용하는 FPGA는 게이트의 집적도가 높아 복잡한 회로의 구현이 가능하고, 구현한 회로를 동적으로 변경할 수 있는 특징이 있어, 최근 인공위성의 탑재컴퓨터에 그 사용빈도가 증가하고 있는 추세다. 그러나, SRAM 기반 FPGA는 우주 방사선 입자들에 의한 오류 현상인 단일사건오류에 취약하여, 우주에서 사용할 때에는 이를 검출하고, 정정할 수 있는 회로를 탑재해야 한다. 이 논문에서는 FPGA의 내부 모듈 중에서 SEU에 가장 취약한 재구성 메모리를 보호하는 제어기를 설계하였다. 제어기는 SEU에 강한 Anti-Fuse방식의 FPGA에 구현하였으며, 실제 회로 구현 후, 방사능 시험을 수행한 결과, 본 연구에서 제안한 재구성 메모리 보호 제어기를 기존의 TMR회로와 함께 사용하면, 보다 우수한 고장허용성을 갖는 것을 입증하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.47-53
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• 2020

전관 방송 시스템에서 장비 노후화나 건물 공사 시 작업자의 실수 등의 원인으로 고장이 발생한 경우 방송이 불가능 하게 된다. 본 연구에서는 이러한 상황에서도 방송 할 수 있는 시스템을 설계하였다. 방송 서비스는 메인 방송 장치를 사용하여 작동하며, 로컬 방송 장치는 로컬 지역에서만 별도로 작동한다. 메인 방송 장치가 작동 불가능하게 되면, 메인 컨트롤러에 의해 백업 된 데이터에 기초하여 로컬 방송 장치 중에서 가장 우선순위가 높은 장치를 활성화시킨다. 본 논문은 기존의 비상 방송 장치 이중화 방법보다 개선 된 방법을 제안한다. 기존 방식은 정상 상태에서 대기 장비를 사용할 수 없었으나 제안 된 방법에서는 대기 장비를 정상 상태에서 로컬 방송 장비로 사용할 수 있다. 이 방식은 값 비싼 장치의 중복 구성으로 인한 자원 낭비를 최소화하면서 안정적인 시스템의 운영이 가능하다.

• 전기학회논문지
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• 제59권8호
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• pp.1456-1463
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• 2010

The safety critical systems in nuclear power plants should be designed to have a high level of fault tolerant capability because those systems are used for protection or mitigation of the postulated accidents of nuclear reactor. Due to increasing of the system complexity of the digital based system in nuclear fields, the reliability of the digital based systems without an auto-test or a self-diagnostic feature is generally lower than those of analog system. To overcome this problem, additional redundant architectures in each redundant channel and self-diagnostic features are commonly integrated into the digital safety systems. The self diagnostic function is a key factor for increasing fault tolerant capabilities in the digital based safety system. This paper presents an availability and safety evaluation model to analyze the effect to the system's fault tolerant capabilities depending on self-diagnostic features when the loss or erroneous behaviors of self-diagnostic function are expected to occur. The analysis result of the proposed model on the several modules of a safety platform shows that the improvement effect on unavailability of each module has generally become smaller than the result of usage of conventional models and the unavailability itself has changed significantly depending on the characteristics of failures or errors of self-diagnostic function.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.101-110
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• 2009

효율적인 자원공유 및 동적인 시스템구성을 위한 지능형 분산 접근방식에서 주로 멀티에이전트 시스템을 사용한다. 또한 객체중복은 고장허용시스템을 구축하여 시스템에 예기치 않은 결함의 문제를 해결하기 위해 흔히 사용된다. 본 논문은 동적인 객체그룹관리에 기반한 지능형 멀티에이전트 분산플랫폼을 제시하고, 제안한 filtered k-means (Fk-means)를 기반으로 하여 객체검색기법을 제시한다. 객체 결함의 경우에, 대체 객체를 검색하여 클라이언트에게 적절한 객체를 투명하게 재 연결 시켜주기 위해 Fk-means를 사용한다. 검색방법을 효율적으로 수행하고, 그룹 내의 적절한 객체를 포함시키기 위해 Fk-means의 여과 범위를 설정한다. 시뮬레이션 결과 제안한 기법이 분산객체그룹에 대해 빠르고 정확한 검색을 나타내었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.556-564
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• 2003

스타 그래프와 팬케익 그래프는 하이퍼큐브가 갖는 좋은 성질을 가지면서 하이퍼큐브보다 망 비용이 적은 값을 갖는 상호연결망이다. 매크로-스타 그래프는 스타 그래프를 기본 모듈로 하면서 노드 대칭성, 최대고장허용도, 계층적 분할 성질을 가지면서 스타 그래프보다 망 비용이 개선된 상호연결망이다. 본 논문에서는 그래프의 에지 정의를 이용하여 스타 그래프, 팬케익 그래프, 매크로-스타 그래프 사이의 임베딩 방법을 제시한다. 스타 그래프 $S_n$은 팬케익 그래프 $P_n$에 연장율 4에 임베딩 가능하고, 매크로-스타 MS(2,n)은 팬케익 그래프에 연장율 4에 임베딩 가능함을 보인다. 또한, 팬케익 그래프를 스타 그래프와 매크로-스타 그래프에 임베딩하는 비용이 O(n)임을 보인다.