• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.5
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• pp.499-505
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• 2015

To properly design and assess a piezoelectric vibration energy harvester, it is necessary to consider the application of an efficiency measure of energy conversion. The energy conversion efficiency is defined in this work as the ratio of the electrical output power to the mechanical input power for a piezoelectric vibration energy harvester with an impedance-matched load resistor. While previous research works employed the electrical output power for approximate impedance-matched load resistance, this work derives an efficiency measure considering optimally matched resistance. The modified efficiency measure is validated by comparing it with finite element analysis results for piezoelectric vibration energy harvesters with three different values of the electro-mechanical coupling coefficient. New findings on the characteristics of energy conversion and conversion efficiency are also provided for the two different impedance matching methods.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.231-237
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• 1994

컴퓨터의 눈부신 발달에 힙입어 실험 또는 해석적 방법으로 일반 구조물이나 기계구조물의 진동특성을 손쉽고 정확하게 파악하는 것이 가능하게 되었다. 그런데 최근의 산업현장은 지금까지의 정확한 구조해석에만 그치지 않고 이를 바탕으로 강도 개선, 재료 절감을 통한 원가절감, 중량 최소화 문제등의 차원에서 동적인 특성의 변경을 요구하고 있다. 이러한 문제는 그 중요성에도 불구하고 여전히 설계자의 경험이나 시행착오에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 구조물 결합부분에 주목하여 동특성의 변경 문제를 해석하고자 하였다. 즉 거의 모든 구조물이 결합부를 가지고 있는데 결합부 특성을 정확히 파악할 수 없기 때문에 리벳이나 보울트나 어떤 특수한 형태 결합부가 구조물의 특성에 주는 영향을 예측하기 어렵다. 이러한 결합부이 특성을 알아내고 구조물 동특성 변경 및 개선안을 제시하는 최적설계를 위해 감도해석기법은 아주 유효하게 쓰일 수 있다. 한편 구조물의 대형화, 복잡화는 구조물 동특성 해석에 더욱 많은 계산시간과 용량이 큰 전자계산기를 필요로 하게 되었으며, 분계의 결합부위가 변경되거나 결합형태가 변했을 때 전계의 동특성을 다시 해석할 필요없이 분계만의 정보로부터 전계의 동특성을 알아낼 필요가 생겼다. 이러한 의미에서 구조물의 분계로부터 전계의 동특성을 해석을 위한 부분구조합성법이 대두되게 되었다. 본 연구에서는 이러한 감도해석과 부분구조합성법의 공통된 문제를 일치화하고자 하였다. 즉 감도해석기법을 이용하여 필요한 구조물의 동특성에 부합하는 결합부의 최적한 설계변수를 규명하였고 이렇게 구해진 결합부의 설계변수와 분계의 정보를 알고리즘이 비교적 간단하고 오차가 적은 축소임피던스 합성법에 적용하여 전계의 동특성을 해석함으로써 감도해석기법과 축소임피던스 합성법의 통합적용이 최적설계와 이에 따른 동특성 해석에 효과적인 방법임을 보이고자 하였다. 대상구조물은 구조물 결합의 기본적인 형태인 T형을 선택하였다. T형 구조물은 분계 A(16개의 사각요소)와 분계 B(8개의 사각요소)로 이루어져 있으며 두개의 스프링으로 결합되어 있다. 설계변수는 강성에 국한하였으며 결합부의 결합형태는 탄성결합과 강결합으로 하였다. 감도해석과 축소임피던스 합성법에 의해 구해진 고유진동수와 FRF를 상용 유한 요소 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 통하여 검증하여 이 연구의 타당성을 검토하였다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.26 no.1
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• pp.15-21
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• 2022

In this paper, we propose a method to implement an unequal power divider with different complex termination impedances for different output power ratios. The proposed method was designed using a matching the terminated complex impedances of the output port using only the transmission line, and presented an isolation circuits to satisfy the isolation characteristic between the terminating complex impedance ports. To prove the feasibility of this method, an unequal power divider with different load complex impedances with a splitting ratio k² = 3 dB and 1.7 dB and an unequal power divider with different complex termination impedances of all ports with a splitting ratio k² = 3 dB was designed at a center frequency of 2 GHz, and it was confirmed that the measured results of the electrical characteristics agree well the simulation.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.21 no.9
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• pp.1065-1071
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• 2010

In this paper, we proposed a novel harmonic load circuit to design a high efficiency class-F amplifier. The proposed load circuit controls termination impedances to enhance the efficiency of class-F power amplifier. The termination impedances at the 2nd and the 3rd harmonics are showed short and open condition, respectively. Also, a fabricated load circuit showed an attenuation characteristic more than 29 dB, that is enough to eliminate harmonics of the class-F power amplifier. The measured drain and power-added efficiency are 75.7 % and 71.3 % at the point of maximum output power 35.17 dBm.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.125-126
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• 2016

여러 분산 발전 시스템으로 구성된 마이크로그리드는 계통연계 모드에서 부하의 수요에 담당하게 되고, 계통 사고가 발생할 시 독립 운전 모드로 동작을 해야 한다. 본 논문에서는 독립운전 모드 동작 시 제어 방식 중에서 유, 무효 전력제어를 통한 적절한 전력 분담을 실현하기 위한 드룹제어 방식을 다룬다. 이 방식은 선로 임피던스가 복합 성분으로 구성되어 있거나 불 평형 일 경우 여러 문제로 유,무효 전력 분담의 오차를 발생 시킨다. 이에 대하여 가상임피던스를 추가함으로써, 복합적 불 평형 임피던스에 기인한 유,무효 전력 분담의 오차를 해결 하여, 시스템의 유,무효 전력 분담을 개선 하고자 하였다. 가상 임피던스에 따른 출력 임피던스에 대해서 연구하고 이에 따른 드룹제어를 분석하고, PSIM 시뮬레이션을 이용하여 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1004-1005
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• 2015

본 논문에서는 고정주파수에서 제어되고, LCL 공진성분을 가지는 풀-브리지 형태의 dc-dc 컨버터에 대해서 논의하였다. 제안된 컨버터는 부하에 관계없이 컨버터 이득이 동일한 출력값을 가지는 주파수를 가지는 지점에서 동작하게 된다. 특히, 컨버터에서 부하변동에 대한 특성은 부하에 따른 컨버터의 스위치 전류에 대한 특성을 확인하기 위해서 공진탱크에 대한 입력 임피던스와 출력 임피던스를 크기와 위상을 부하변동에 따른 주파수 특성을 분석하였다. 이와 같이 제안된 컨버터에 대한 특성을 확인하기 위해서 요구사항에 적절한 성분을 선정하여 컨버터를 설계 및 제작하였다. 실험결과는 부하변동에 따른 컨버터의 특성을 검증하기 위해서 수행되었다.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.29 no.7
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• pp.484-490
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• 2018

This paper describes an algorithm for calculating load impedance by measuring voltage and current components using a VI sensor in a 13.56 MHz impedance automatic matching system. We propose an algorithm that improves the error rate by using an arbitrary complex calibration load instead of the conventional $50{\Omega}$ calibration load. The error rate is targeted to attain average values of $R_{IN}$ and $X_{IN}$ at 1% and 20% or less, respectively. First, the IF frequency is calculated using a mixer to reduce the error rate. Second, when the arbitrary complex load is used as the calibration load, the error rate $R_{IN}$ decreased from 4.7 % to 0.3 % on average, and $X_{IN}$ decreased from 102 % to 18.3 % on average.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.5
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• pp.629-636
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• 2011

This paper describes the smart structural system that uses smart materials for real-time monitoring and active control of bolted joints in steel structures. The impedance-based structural health monitoring (SHM) techniques, which utilize the electro-mechanical coupling property of piezoelectric materials, was used to detect loose bolts in bolted joints. By monitoring the measured electrical impedance and comparing it with the measured baseline, a bolt loosening damage was detected. The damage was evaluated quantitatively using the damage metrics in conductance signature with respect to the healthy states. When loosening damage was detected in the bolted joint, the external heater actuated the shape memory alloy (SMA) washer. Then the heated SMA washer expanded axially and adjusted the bolt tension to restore the lost torque. An experiment was conducted by integrating the piezoelectric-material-based SHM function and the SMA-based active control function on a bolted joint, after which the performance of thesmart self-healing joint system was investigated.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.2088-2089
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• 2007

본 논문은 직렬 아크고장 신호분석과 관련된 연구로서, 정상상태와 아크고장 상태에서 발생하는 전압 전류를 검출하여 아크고장 전류의 특이점을 분석하였다. 역률이 1인 저항성 부하와 L성 부하, C성 부하를 구성하고, 순시 임피던스 분석, FFT 분석, 웨이블렛 분석 방법을 사용하였다. 분석결과 순시 임피던스 분석방법과 FFT 분석방법에서는 직렬 아크고장 신호의 특이점을 찾을 수 있었으나 정량화하기가 어렵고, 웨이블렛 분석방법으로는 직렬 아크고장 신호의 특이점 검출 및 정량화 가능성을 발견할 수 있었다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.41 no.5
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• pp.481-491
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• 2022

The active sonar transmission system consists of a transmitter that outputs an electrical signal and an underwater acoustic transducer that converts the amplified electrical signal into an acoustic signal. In general, the transmitter output characteristics are dependent on load impedance, and an underwater acoustic transducer, which is a transmitter load, has a characteristic that the electrical impedance varies largely according to frequency when driven. In such a variable impedance condition, the output of the active sonar transmission system may become unstable. Hence, this paper proposes a design and control technique of a sonar transmitter for transmitting a stable transmission signal even under variable impedance conditions of an underwater acoustic transducer in an active sonar transmission system. The electrical impedance characteristics of the underwater acoustic transducer are experimentally analyzed, and the sonar transmitter is composed of a single-phase full-bridge inverter, an LC filter, and a matching circuit. In this paper, the design and output control method of the sonar transmitter is proposed to protect the transmitter and transducer. It can secure stable output voltage characteristics even if it transmits the Linear Frequency Modulation (LFM) signal. The validity is verified through the simulation and the experiment.