• Title/Summary/Keyword: 모델 추종

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CFD를 활용한 자율운항선박의 자율제어성능 평가에 관한 연구

  • 김대정;임정빈
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2023.11a
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    • pp.100-102
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    • 2023
  • 항로추종성능은 자율운항선박(MASS)의 중요한 자율제어기능 중 하나이다. 이는 선박의 안전성을 보장하기 위해 중요하며, 자율운항선박의 설계 단계에서 사전 평가가 필수적이다. 본 연구는 자율운항선박의 항로추종성능 평가를 위한 전산유체역학(CFD) 모델과 LOS 알고리즘 연계 방안을 제안한다. 먼저, 자율운항선박의 정수 중 거리 이탈 편차를 이용한 항로 추종 성능 평가 모델 개발에 관하여 기술했다. 먼저, 항로 추종을 수행하는 선박 주변의 난류 흐름은 비압축성 뉴턴 유체의 가정하에 비정상 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 법을 이용하여 수치적으로 계산되었다. 중첩격자계법을 CFD 모델에 적용함으로써 거리 이탈 편차를 이용하는 LOS(Line-of-Sight) 가이던스 알고리즘에 의한 타의 회전 및 이에 따른 선체의 6 자유도 움직임을 CFD 환경에서 구현하였다. 개발된 자유 항주 선박 CFD 모델을 이용하여 항로 추종 시뮬레이션 평가 결과, 설정된 항로에서 선박의 정수 중 항로 추종 제어는 파도, 조류, 및 바람과 같은 외부 교란의 부재로 LOS 알고리즘에 의한 우현/좌현 측 변침뿐만 아니라 직진 경로의 추종도 성공적으로 수행됨을 확인하였다. 선체, 프로펠러, 타의 복잡한 상호작용을 정도 높게 해석할 수 있는 자유 항주 선박 CFD 모델과 LOS 알고리즘의 결합은 자율운항선박의 항로 추종 성능 평가를 정량적으로 평가하는 데 기여할 것으로 기대된다.

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Reconfigurable Flight Control Law based on Model Following Scheme and Parameter Estimation (매개변수 추정 및 모델추종 적응제어기법을 이용한재형상 비행제어시스템 연구)

  • Mun, Gwan-Yeong;Kim, Yu-Dan;Lee, Han-Min
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.34 no.3
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    • pp.67-73
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    • 2006
  • In this paper, a reconfigurable model following flight control method is proposed based on direct adaptive scheme using parameter estimation. Adaptive control scheme updates the control gains to make the system output follow the reference output even when fault occurs. By adopting the frequency domain parameter estimation method, system changes by the fault can be estimated. Recursive Fourier transformation is used for system identification. Using recursive Fourier transform, the proposed adaptive control algorithm guarantees the system stability and improves the system characteristics. To evaluate the performance of proposed control method, numerical simulations are performed.

A Selection of Optimal Weighting matrix for Model Following Multivariable Control System to Boiler-Turbine Equipment Using GA (GA를 이용한 보일러-터빈 설비의 모델 추종형 다변수 제어 시스템 설계를 위한 취적 가중치 행렬의 선정)

  • 황현준;정호성
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.13 no.2
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    • pp.102-110
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    • 1999
  • The aim of this paper is to suggest a design method of the optimal model following control system using gerelic algoritlun (GA). This control system is designed by applying GA with reference model to the optimal determinination of weighting matrices Q, R that are given by LQ regulator prooblem. The method to do this is that all the diagooal elements of weighting matrices are optimized simultaneously by GA, in the search domain selected adequately. And, we design the mxiel following control system to boiler-turbine equipment by the proposed mothod. The model following control system designed by this mothod has the better command tracking perfannaoce than that of the control system designed by the trial-and-error method. The effectiveness of this cootrol System is verified by computer simulation.

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An Improved Maximum Power Point Tracking Method for a Grid-Connected Wind Power System (계통연계형 풍력 발전 시스템의 향상된 최대전력점 추종기법)

  • Kang, Yi-Kyu;Ro, Hak-Sueng;Jeong, Hae-Gwang;Lee, Kyo-Beum
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2011.11a
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    • pp.265-266
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    • 2011
  • 본 논문은 승압형 컨버터를 이용한 계통연계형 풍력 발전시스템의 향상된 최대전력점 추종 기법을 제안한다. 풍력 발전시스템에서 블레이드 모델 기반의 출력계수 곡선을 추종하도록 운전할 때, 불완전한 데이터 입력 및 제어변수의 변동으로 최대출력점 추종 성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 제안하는 제어기법은 출력계수곡선 추종제어 기법에 히스테리시스 제어를 결합하여 빠른 최대출력점 추종 특성을 가지고, 시스템 제어변수 오차에 의해 이탈된 운전점을 정정하여 정상상태의 출력효율을 향상시킨다. 2.7kW급 풍력발전 시스템 모델 기반의 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 제어기법의 우수성을 보인다.

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3-Dimensional Path Planning and Guidance using the Dubins Curve for an 3-DOF Point-Mass Aircraft Model (Dubins 곡선을 이용한 항공기 3자유도 질점 모델의 3차원 경로계획 및 유도)

  • O, Su-Heon;Ha, Cheol-Su;Gang, Seung-Eun;Go, Sang-Ho;Lee, Yong-Won
    • 한국항공운항학회:학술대회논문집
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    • 2015.11a
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    • pp.247-251
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    • 2015
  • 본 논문에서는 항공기의 3자유도 질점 모델과 Dubins 곡선을 이용한 3차원 경로생성 알고리즘 및 비선형 경로추종 유도기법을 통합하여 항공기의 경로계획을 위해 적용한 경로생성 알고리즘을 검증하고, 경로추종 성능과 항공교통관리를 위한 시뮬레이션에 3자유도 질점 항공기 모델 사용의 타당성을 확인하였다. 최적경로 생성을 위해 사용된 Dubins 곡선의 경우 계산속도가 빠르고 경로계획에 바로 적용이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 주로 2차원 상의 경로문제를 다루기 때문에 이를 3차원 비행경로로 확장시킨 알고리즘을 사용하였다. 경로추종을 위한 유도제어법칙은 Specific Acceleration 명령을 통해 자세를 제어하는 비선형 경로추종 유도법칙을 활용하였으며, 이에 대한 결과를 확인하였다.

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Parameter Variation of Car-Following Models Due to Vehicle Tinting (차량선팅으로 인한 차량추종모델의 파라메터 변화분석)

  • Lee, Chung-Won;Kim, Hye-Won
    • The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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    • v.8 no.5
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    • pp.48-56
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    • 2009
  • Regulation of Visible Light Transmission Percentage (VLT%) has been argued because it was known that the degree of darkness of tinted vehicle can affect to driving maneuver. Previously, it was proven that low level of VLT affects capacity reduction. But, due to lack of field data they could not analyze the effect of Car-Following model parameters. This study focuses on the effect of a tinted vehicle on following traffic flow. RTK GPS receiving data through field experiment analyzed based on headway distance, acceleration noise, sensitivity, and reaction time. As a result of analysis through GM 1st Model and 3rd Model, influence of following vehicle vary inversely with VLT and risk according as tinting of lead vehicle is third vehicle bigger than second vehicle. Also the results patterns of GM 3rd model include distance-headway are same with GM 1st Model. In the further need to research for influence analysis of traffic flow stability by the level of VLT.

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A Design of GA-Based Model-Following Boiler-Turbine H∞ Control System Having Robust Performance (유전 알고리즘 기반의 강인한 성능을 가지는 모델추종형 보일러-터빈 H∞ 제어 시스템의 설계)

  • Hwang, Hyun-Joon
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.36 no.1
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    • pp.126-132
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    • 2012
  • This paper suggests a design method of the model-following H${\infty}$ control system having robust performance. This H${\infty}$ control system is designed by applying genetic algorithm(GA) with reference model to the optimal determination of weighting functions and design parameter ${\gamma}$ that are given by Glover-Doyle algorithm which can design H${\infty}$ controller in the state space. These weighting functions and design parameter ${\gamma}$ are optimized simultaneously in the search domain guaranteeing the robust performance of closed-loop system. The effectiveness of this H${\infty}$ control system is verified by applying to the boiler-turbine control system.

PID Control Structure for Model Following Control (모델 추종 제어를 위한 PID 제어기법)

  • 이창호;김종진;하홍곤
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.5 no.2
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    • pp.138-142
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    • 2004
  • This paper proposes the design of the model following control system using the PID control structure. PID control system became model following control by inserting new pre-compensator in order to improve control performance in discrete-time region. Gain of the PID controller needs to be readjusted when response of system changes due to disturbance or load fluctuation. Performance of control system improves by joining neural network to PID control system because performance of control system depends largely on each PID gain in PID control system. And the games of the PID controller in the proposed control system are automatically adjusted by back-propagation algorithm of the neural network. Angular position of DC servo motor is selected as a plant in order to verify control performance in model following control. After it is applied to the position control system, it's performance is verified through computer experiment.

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Torsional Vibration Control of a Rotating Shaft in Starting and Stopping Process (회전축의 기동.정지시의 비틀림 진동제어)

  • 김중배;이상조;박영필
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.3
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    • pp.459-467
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    • 1992
  • 본 연구에서는 비틀림 진동계에 있어서의 비틀림 진동현상을 억제하도록 제어 하기 위하여 최적제어 이론에 기초한 모델추종법을 비틀림 진동계에 적용하였다. 디 지탈 컴퓨터에 의한 제어를 위하여 제어 알고리즘은 디지탈 설계로 되어 있다. 제어 는 각속도와 비틀림 진동제어의 양면으로 수행되며, 축의 각속도는 모델의 출력을 추 종하게 되며 이와 동시에 비틀림각도 감소하게 된다.

A Study on Improvement of the Speed Regulation in a Gas Turbine Control (발전기 출력의 계통주파수 추종성 향상에 관한 연구)

  • Kim, J.A.;Byun, S.H.;Kim, E.G.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1997.07b
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    • pp.639-641
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    • 1997
  • 전력계통의 주파수는 전력의 수요와 공급량의 평형상태에 따라 수시로 변동하며, 각 발전소에서는 이 주파수를 입력 신호로 사용하여 발전기의 출력을 제어하고 있다. 본 논문에서는 국내에서 운영하고 있는 한 개스터빈 발전소의 터빈제어 시스템을 모델로 하여 주파수 추종성에 영향을 미치는 파라미터들을 분석하고, 시뮬레이션을 통해 주파수 추종성을 향상시키기 위한 방안을 제시하였으며, 현장에 적용한 결과를 통해 제안된 주파수 추종성 향상방안의 타당성을 검증하였다.

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