본 논문은 계통연계형 열병합 발전의 동작특성을 시뮬레이션을 통해 분석하는데 목적이 있다. 계통연계형 열병합 발전은 가스엔진, 영구자석형 동기발전기, 전력변환기로 구성되어 있는 것을 모델링하였다. 본 연구에서는 가스엔진이 일정속도로 동작하고 다극형 영구자석형 발전기에서 생산되는 400Hz 출력을 컨버터와 인버터로 구성되어 있는 전력변환기를 통해 상용주파수의 교류로 전력계통과 연계하는 것을 모의 하였다. 시뮬레이션은 PSCAD/EMTDC 프로그램을 이용하였고 시뮬레이션모델을 통해 다양한 시뮬레이션을 수행하였다. 그리고 실제모델의 축소 모형을 설계하여 하드웨어 시뮬레이터를 제작하였다.
제조환경 정보의 급속한 변화는 변화에 유연(flexible)하게 대처할 수 있는 제조관리 시스템 개발을 요구하게 되었으며 이를 위한 방법으로 객체지향 개발방법론을 이용한 제조관리 시스템이 구축되어 시스템 구성요소들의 재사용성, 확장성, 유연성을 높일 수 있게 되었다. 그러나 개발된 객체지향 제조관리 시스템은 과거 데이터와 불확실한 데이터를 바탕으로 개발된 시스템이므로 시스템의 타당성 및 효율성의 검증을 위한 방법으로 객체지향 시뮬레이터를 개발하였다. 객체지향 시뮬레이터는 개발된 제조관리 시스템이 현장에 구축되었을 때 발생될 수 있는 문제점을 사전에 검출할 수 있을 뿐만 아니라 시스템의 성능을 사전에 측정할 수 있어 제조관리 시스템의 개발비용을 단축할 수 있게 된다. 본 연구에서는 가상공장의 특성을 구현한 가상공장(virtual factory) 콤포넌트, 제조관리 시스템과의 인터페이스를 담당하는 커넥터(connector) 콤포넌트, 제조시스템의 구성환경을 모델링하는 컨피규레이션(configuration) 콤포넌트, 시뮬레이션의 시간전진을 담당하는 시계(clock) 콤포넌트 등으로 이루어진 객체지향 시뮬레이션의 프레임워크(framework)를 제시하고, 제조관리 시스템과 연계된 시뮬레이션을 통해 제조관리 시스템의 검증, 평가 방안으로 이용하였다.
본 논문은 코어의 다양한 재질, 단면적으로 인한 인덕터의 특성변화를 시뮬레이션 하기 위해 PSIM의 Saturable Core를 이용하여 인덕터 구성을 한다. 특히 전기자동차의 LDC (Low-voltage DC-DC Converter)용 인덕터의 Test-Bed를 구성하고, 인덕터 설계 시 코어의 변화에 따른 인덕터 특성의 변화를 시뮬레이션을 통해 구현한다. 또한 설계된 인덕터를 시뮬레이션에 구현하여 비 이상적인 특성을 가지는 인덕터를 구현하고, 이를 통해 시뮬레이션을 통한 인덕터 검증의 필요성을 제시한다.
현재의 네트워크는 다양한 서버, 라우터, 스위치 등 여러 장치들로 구성된 복잡한 구조를 가지고 있다. 정책 기반의 프레임워크는 복잡한 네트워크를 단순화하고 자동화하여 관리할 수 있는 도구를 제공한다. 본 논문에서는 여러 보안 시스템 모델들이 사용할 수 있는 취약성 정보들을 집약시킴으로써 보안 시스템간의 정보 공유를 쉽게 할 수 있는 SVDB (Simulation based Vulnerability Data Base)를 구축하였다. 또한 SVDB를 활용하여 보안 규칙을 유도하고 유도된 보안 규칙을 정책 기반 프레임워크에 적용할 수 있는 환경을 구성하였다. 정책 기반의 프레임워크에서 취약점 데이터베이스를 이용한 정책 유도와 적용을 검증하기 위해 서비스 거부 공격 (Denial of Service)과 Probing 공격을 사용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 정책 기반의 프레임워크에서 보안 시뮬레이션을 수행함으로써 적용될 보안 정책이 기대되는 대로 동작하는지 검증할 수 있는 환경을 제공할 수 있을 것이다.
국방 모델링 및 시뮬레이션(Modeling & Simulation) 소프트웨어 분야에서 분산 시뮬레이션 기술표준인 HLA(High Level Architecture)의 적용이 늘어나고 있으며, 시뮬레이션 요소의 재사용성 및 신뢰성 확보를 위한 개발 프레임워크 제공이 핵심기술로 떠오르고 있다. 특히, 시뮬레이션을 위한 공통 서비스를 제공하는 M&S 프레임워크가 개발되었다. 또한, 가상의 시험 환경을 제공하기 위한 요소 중 시험환경의 구성을 위한 시나리오 모델이 있다. 본 논문에서는 시험 환경을 구성하기 위한 M&S 프레임워크 내의 시나리오의 스키마 설계에 대해서 기술한다.
기존의 시뮬레이션 일정기법은 최종공사기간(Project Completion Times: PCTs)이 정규분포를 따른다는 가정을 전제로 한다. 그러나 본 논문에서는 이 가정이 항상 옳은 것이 아니며, 이것이 잘못된 결과를 초래할 수 있다는 것을 검증한다. 이처럼 의문이 제기되지 않고 받아들여져 온 가정이 시뮬레이션 분석 결과에 어떠한 영향을 줄 수 있는지를 밝혀내는 리키스 정량화기법(risk Quantification method)을 MATLAB 알고리즘으로 구현하였으며, 네트워크의 모델링에서부터 시뮬레이션 출력 값들로 구성된 샘플집단들에 대한 분석에 이르기까지 전 단계를 MATLAB 프로그래밍으로 구현된 알고리즘을 사용하여 제기된 의문에 대한 답을 제시하였다. 특정 네트워크를 구성하는 엑티비티 기간 값들을 정의하는 확률분포함수의 종류를 다양하게 변화시켜 시뮬레이션 결과 값들 - 최종공사기간 값들 - 을 생성하고, 이처럼 생성된 시뮬레이션 출력 값들로 구성된 샘플집단들의 확률 통계적 특성을 분석하였다. 본 연구는 시뮬레이션을 기반으로 하는 일정관리기법의 신뢰성을 향상시키며, 일정관련 리시크 분석의 정확성을 향상시키는데 기여할 것이다.
본 연구에서는 컴퓨터 상에 제어기와 구동부 등으로 구성된 가상제조시스템(Virtual Manufacturing System)을 구축하고 시뮬레이션하는 방법론을 다룬다. 특히 설비들간의 이동시 발생할 수 있는 3차원 공간상의 충돌을 검출하는 이산사건 및 연속상태 혼합 시뮬레이션 방법론을 소개한다. 시뮬레이션 모델은 DEVS(discrete event system specification) 형식론(formalsim)에 기초한 형상기구학 정보를 갖는 이른바 GKDEVS(Geometrical Kinematic DEVS)을 이용하였고, 시뮬레이션 방법론은 DEVS의 추상화 시뮬레이션(abstract simulation)방법을 확장하였다.
한전 전력연구원은 발전소의 복잡한 계통을 효과적으로 시뮬레이션하는 GUI(Graphical User Interface)에 기반을 둔 시뮬레이션 툴(PowerSim)을 독자적으로 개발하였다. 본 논문에서는 열교환기, 펌프, 밸브, 탱크등의 구성요소에 적합한 열수력 모델을 개발하고, 이 모델을 ORCAD로부터 생성된 Netlist의 연결정보에 맞게 연결하여 발전계통을 시뮬레이션하는 과정을 서술하였다. 또한, 발전계통의 열수력현상을 지배하는 질량, 운동량, 에너지 보존 방정식을 실시간에서 풀 수 있는 알고리즘을 제시하였다.
본 연구에서는 시뮬레이션을 통한 지식의 자동 획득(Simulation-Based Automatic Knowledge Acquistion) 가능성을 제시한다. 이을 위한 작업 단계는 다음과 같다. 첫째, 지식 제공자에 의한 대상(domain) 관련 초기 인과 관계 정보 입력 단계, 둘째 경험 베이스 탐색에 의한 확장된 정보 생성 단계, 세 번째로 생성되어진 정보를 사용하여 대상 반영 모델을 구축하는 단계, 네 번째로 구축된 모델을 시뮬레이션하고 수행 결과의 분석을 통해 새로운 지식을 획득하는 단계로 구성된다. 제안된 지식 획득 방법은 ,대상에 관계된 개념과 개념들의 인과 관계를 바탕으로 모델을 자동 생성하여 이를 지식 획득 표현틀로 이용하는 유연한 구조를 사용하였고, 또한 생성된 모델의 시뮬레이션 결과를 분석함에 의해 새로운 지식을 획득함으로써 획득된 지식이 동적 세계를 잘 반영할 있도록 하였다.
본 연구에서는 롤러식 양파 파종기의 작동 특성 파악을 위한 동적 시뮬레이션을 수행하였다. 롤러식 양파 파종기의 주요부는 롤러와 포트트레이로 구성된다. 양파 파종기의 작동 특성 파악을 위해 동력전달 경로의 구성요소와 각 주요부의 속도를 분석한 결과 동력원인 모터의 출력은 체인과 스프라켓을 통해 포트트레이와 롤러에 전달되며 모터에서의 회전속도는 1770rpm으로 감속기를 통해 출력축의 회전속도는 17.7rpm으로 감소한다. 이론적으로 도출한 포트트레이의 이동속도는 74.98mm/s, 롤러의 회전속도는 22.13rpm으로 나타났다. 시뮬레이션을 수행하기 위해 스캐너를 이용하여 롤러식 파종기를 실측했으며 후에 3D모델링을 진행하였다. 시뮬레이션 해석조건은 파종기의 실제 작동방식을 고려하여 롤러1과 3은 포트트레이와 면대면 접촉을 통해 회전하도록 설정하였고 롤러2와 롤러4는 동력전달경로에 포함된 스프라켓과 기어의 잇수비를 반영하여 회전속도를 도출하여 적용하였다. 시뮬레이션 결과 롤러의 회전속도는 모두 22.13rpm으로 수식에 근거하여 도출한 값과 계측 값이 같음을 확인하였다. 또한 파종 깊이를 결정하는 요소인 롤러의 상토 압축 정도를 파악하기 위하여 롤러궤적 시뮬레이션을 통해 롤러 끝 단의 궤적을 분석하였는데 롤러궤적 분석 결과 롤러의 끝 단은 약 9.8mm 깊이로 내려가는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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