• Title/Summary/Keyword: 수위제어

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Development of a Self-tuning Fuzzy-PID Controller for Water Level of Steam Generator (증기발생기 수위제어를 위한 자기동조 퍼지 PID 제어기 개발)

  • Han, Jin-Wook;Lee, Chang-Goo;Han, Hoo-Seuk
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers A
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    • v.48 no.10
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    • pp.1251-1258
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    • 1999
  • The water level control of a steam generator in the unclear power plant is an important process. Most of the water level controllers of the actual plant are PID controllers. But they have limitations in appling for tracking the set point and getting rid of disturbances, so there are some defects to apply in the actual ground even though many research works represented the resolutions to solve it. In this paper, it is suggested that the established simple PID controller in low power has the ability to remove disturbances and trace the set-point, and then possesses the real-time self-tuning function according to the variety of moving peculiarity of a plant. This function realized by making use of fuzzy logic. PID parameters are formulated by a variable ${\alpha}$ and made it fluctuate by a fuzzy inference according to level error and level error change. This mechanism makes application of actual plant effective as well as taking advantage of improving the efficiency of water level controller by way of adding the function of self-tuning instead of replacing PID controller. The computer simulation of this scheme shows the improved performance compare to conventional PID controller.

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Optimal Shape of LCVA considering Constraints on Liquid Level (수위의 구속조건을 고려한 LCVA의 최적형상)

  • Park, Ji-Hun;Kim, Gi-Myun;Lee, Sung-Kyung;Min, Kyung-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.5
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    • pp.429-437
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    • 2009
  • This study addresses the optimal shape of a LCVA maximizing its vibration control effect through numerical parametric study. Various LCVAs having the same total mass and tuning frequency are designed with constraints on the dimensions and water level, and one obtaining the highest equivalent damping ratio of the controlled system is chosen as an optimal solution. As a result, it was found that the limit on the variation of the water level in the vertical liquid column plays an important role constraining the shape of the LCVA. As the LCVA width perpendicular to the plane of liquid motion increases, the equivalent damping ratio rises with slowdown so that determination of the proper width is important in design of the LCVA shape.

Experimental Evaluation of Design Parameters for TLCD and LCVA (TLCD와 LCVA의 설계파라미터에 대한 실험적 평가)

  • Lee, Sung-Kyung;Min, Kyung-Won;Park, Ji-Hun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.5
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    • pp.403-410
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    • 2009
  • In this paper, damping coefficients and effective masses of tuned liquid-type column dampers were quantitatively evaluated based on experimental results by using system identification technique. First, shaking table tests were performed for two types of tuned liquid-type column dampers. Then, the dynamic characteristics of dampers used in this study were experimentally grasped from harmonic wave excitation testing results of the dampers with various water level. Finally, damping ratios and effective masses of the dampers with varying water level were quantitatively evaluated from minimizing the errors between numerical and experimental results. It was confirmed from system identification results that damping ratio and effective mass are decreased as the water level of dampers is increased.

Fundamental Research on the Measurement and Control System of Level Sensor for Launch Vehicle Propellant Tanks (발사체 추진제 탱크 수위 측정 및 제어 시스템 기초연구)

  • Shin, Dong-Sun;Han, Sang-Yeop;Cho, In-Hyun;Lee, Eung-Shin
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2008.03b
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    • pp.393-396
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    • 2008
  • Propellant consumption control for space launch vehicle can be achieved by propellant utilization system (PUS) and tank depletion system (TDS). In the course of developing new space launch vehicles, the main target of design is on reducing of space launch vehicle weight, which results in increasing both specific impulse and payload weight. The weights of space launch vehicles are generally allocated to structure, propulsion system, and propellants loaded. The quantity of propellants filled in propellant tanks may be estimated with the propellants actually consumed by propulsion system to complete its mission and the propellants left on-board at the time of engine shut-off. To minimize the remaining quantity of propellants on-board the supplying propellants' O/F ratio should be controlled from the certain time before engine shutdown. To control an O/F ratio, a control system, which accurately measures and compares the remainder of propellants in tanks and pipes, should be needed. This paper solely dedicates its contents to explore the merits and demerits of various level sensor, which is one of the important elements for PUS and TDS, and the transmission and control of signals within space launch vehicle.

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An Experimental Study on Nature-friendly Sediment Management Techniques of Landforming (친환경적 유사관리기법을 통한 하도육역화 제어에 관한 실험 연구)

  • Lee, Gun-Goo;Kim, Byoung-Joo;Kim, Won-Il;Im, Jang-Hyuk;Ahn, Won-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1971-1975
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    • 2010
  • 하천은 자연의 현상 또는 인위적인 작용에 대해 끊임없는 반응과 응답의 과정을 통하여 복잡한 형태의 안정화를 이루고 있다. 하지만 인간은 경제적인 논리와 편의성 측면등의 이유로 하천에 대해 인위적인 간섭이 지속적으로 이루어져 왔다. 이는 하천이 본래 가지고 있던 자연적인 하도 특성의 급격한 변화를 초래하였다. 이러한 영향으로 인한 많은 변화들 중, 하도 내 수역이 식생으로 천이가 진행되면서 최종적으로 육지화되는 육역화 현상은 수리학적 문제 및 환경생태적 측면에서 큰 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 하도육역화를 제어하기 위해 하도 내 친환경적인 육역화 관리기법을 개발하고 이에 대한 적용성을 수리모형실험을 통해 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서 제시한 친환경적인 육역화 관리기법은 자연적인 배수효과를 이용 하였다. 이러한 친환경적인 육역화관리기법은 인공하도가 가지고 있는 하도와 고수부지의 수문학적 및 생태학적인 단절을 해소하였으며, 이를 물골 공법이라 명명하였다. 본 수리모형실험은 물골의 형상을 제시하기 위하여 하폭에 따라 물골크기를 무차원화 하였다. 또한 유사 제어 검증을 수행하기 위한 실험은 물골의 폭, 높이, 주기 및 가속수로 폭을 실험변수로 고려하였다. 물골 모형의 기본적인 흐름특성 분석을 위해 유속 및 수위를 측정한 결과 유속 및 수심은 하류를 따라 증가하는 경향을 보였다. 또한 유사 제어 효과 검증을 위해 소류력 및 마찰속도를 산정하여 도시하였으며, 이는 세굴 및 퇴적의 현상이 물골 주기에 따라 반복적으로 나타났다. 이러한 결과는 수위하강시 물골의 형상에 따라 흐름이 원활하게 배제되어 고수부지에 유사퇴적 방지 효과가 있을 것으로 판단되며, 물골공법이 친환적인 육역화 관리기법으로 활용가능성이 있는 것으로 기대된다. 향후 보다 상세한 수리모형실험이 수행된다면, 물골 공법 설계 및 현장적용을 위한 기초자료를 확보 할 수 있을 것이다.

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Modeling the Effects of Curtain Weir on the Control of Algal Bloom in Daecheong Reservoir (대청호 녹조제어를 위한 수류 차단막 설치효과 수치모의)

  • Lee, Heung-Soo;Chung, Se-Woong;Jeong, Hee-Young;Min, Byeong-Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.302-307
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    • 2009
  • 물리적인 조류제어 기술에 해당하는 수류 차단막(이후 차단막)은 유입하천의 수류를 차단 또는 우회시켜 영양염류가 저수지의 유광층으로 공급되는 것을 차단하고 본류 수역으로의 조류 확산을 방지하는 기능이 있어 일본에서는 저수지 녹조제어 대책으로 자주 활용된 바 있다. 그러나 이러한 차단막은 국내 저수지와 같이 홍수시 유입 유속이 크고 수위변동이 심한 환경에서는 설치효과가 검증되지 않아 현장적용에 앞서 수치모의를 통한 효과 검증이 선행되어야 하며, 최적 규모와 위치 선정도 필요하다. 본 연구에서는 수위변동이 심한 국내 저수지 특성을 고려하여 차단막이 수위변화에 따라 상하로 이동할 수 있도록 기존 CE-QUAL-W2(이후W2) 모델의 알고리즘을 수정하고, 대청호에서 다양한 수리 수문조건에서 차단막의 기작과 효과를 예측하기 위해 가뭄년(2001년)과 평수년(2004, 2006년)을 대상으로 각각 모델을 적용하였다. 차단막 설치 예정지점은 소옥천 하류(7 m 깊이)와 댐으로부터 각각 14.9 km, 27.4 km 상류에 위치한 회남대교 아래 지점(10 m 깊이)과 대정리(10 m 깊이)로 가정하고, 모의 시나리오는 차단막을 설치하지 않은 경우(S-1), 소옥천 하류에 단독으로 설치한 경우(S-2), 소옥천과 대정리에 설치한 경우(S-3), 모든 지점에 설치한 경우(S-4)를 비교하였다. 차단막 설치에 따른 수문년 및 계절별 수질개선 효과(S-1에 대한 S-4 농도 저감 비)를 비교한 결과, 대청호에서 녹조문제가 가장 심각했던 2001년 6월$^{\sim}$8월 기간 동안 차단막은 봄-여름에 걸쳐 모든 비교 지점(회남, 댐, 추동, 문의수역)에서 Chl-a 농도를 최저(문의수역) 30%에서 최고(회남수역) 70% 정도 저감하는 효과를나타냈다. 평수년인 2004년과 2006년에는 강우사상에 따라 차단막 설치에 따른 Chl-a의 농도 저감 효과가 지점별로 다르게 나타났으며, 큰 강우사상이 6월, 7월, 8월에 걸쳐 골고루 발생한 2004년에 비해 7월 한 달 동안 집중된 2006년에 설치효과가 크게 나타났다. 수역별로 차단막의 설치효과를 비교해 보면, 유입수의 영향을 직접 받는 회남수역과 추동수역이 댐 앞과 문의수역에 비해 차단막 설치에 따른 Chl-a 농도의 저감 효과가 큰 것으로 나타났다. 그러나, 큰 홍수가 유입할 때 차단막 상류부에 집적된 조류의 일부가 수류의 포획(Entrainment) 기작에 의해 저수지 내부로 유입되는 것으로 확인되어 차단막 효과를 극대화하기 위해서는 홍수 전 차단막 상류부에 집적된 조류의 처리대책이 필요할 것으로 판단된다.

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Groundwater control measures for deep urban tunnels (도심지 대심도 터널의 지하수 변동 영향 제어 방안)

  • Jeong, Jae-Ho;Kim, Kang-Hyun;Song, Myung-Kyu;Shin, Jong-Ho
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.23 no.6
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    • pp.403-421
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    • 2021
  • Most of the urban tunnels in Korea, which are represented by the 1st to 3rd subways, use the drainage tunnel by NATM. Recently, when a construction project that actively utilizes large-scale urban space is promoted, negative effects that do not conform to the existing empirical rules of urban tunnels may occur. In particular, there is a high possibility that groundwater fluctuations and hydrodynamic behavior will occur owing to the practice of tunnel technology in Korea, which has mainly applied the drainage tunnel. In order to solve the problem of the drainage tunnel, attempts are being made to control groundwater fluctuations. For this, the establishment of tunnel groundwater management standard concept and the analysis of the tunnel hydraulic behavior were performed. To prevent the problem of groundwater fluctuations caused by the construction of large-scale tunnels in urban areas, it was suggested that the conceptual transformation of the empirical technical practice, which is applied only in the underground safety impact assessment stage, to the direction of controlling the inflow in the tunnel, is required. And the relationship between the groundwater level and the inflow of the tunnel required for setting the allowable inflow when planning the tunnel was derived. The introduction of a tunnel groundwater management concept is expected to help solve problems such as groundwater fluctuations, ground settlement, depletion of groundwater resources, and decline of maintenance performance in various urban deep tunnel construction projects to be promoted in the future.

Multipurpose Dam Operation Models for Flood Control Using Fuzzy Control Technique ( I ) - Development of Single Dam Operation Models - (퍼지제어모형을 이용한 다목적 댐의 홍수조절모형( I ) - 단일댐의 운영모형 개발 -)

  • Shim, Jae-Hyun;Kim, Ji-Tae;Heo, Jun-Haeng;Kim, Jin-Young
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.4 no.1 s.12
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    • pp.33-40
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    • 2004
  • The objective of this study is to develop single dam operation models for flood control using Fuzzy control technique, which can improve flood controllability. We set control rules by water level and inflow, and developed three models Fuzzy I, II, III according to rule to decide outflow. Fuzzy I model consists of six rules considering only flood control and Fuzzy II model considers the effect of water use by increasing water level at the end of flood control period as well as flood control during the same period. Finally, Fuzzy m is an adaptive model designed to perform multipurpose dam operation for both flood control and water use simultaneously based on a control rules.

Control of Coupled Tank Level using Evolutionary Neural Network (진화 신경회로망을 이용한 이중 탱크의 수위제어)

  • Lee, Joo-Phil;Kim, Soo-Yong;Park, Doo-Hwan;Kim, Tae-Woo;Ji, Seak-Jun;Lee, Joon-Tark
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07b
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    • pp.550-552
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    • 1999
  • This paper describes a control technique of coupled tank level using Evolutionary Neural Network. In general, the control of tank level without a dangerous overflow and with a high accuracy is difficult because of higher order time delay and nonlinearity. Nonetheless, proposed Evolution Neural Network controller in this paper was successfully implemented and simulation results of the superiority over a conventional PID one was investigated.

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Robust Control of Coupled Tank Level using RVEGA SMC (RVEGA SMC를 이용한 이중 탱크 수위제어)

  • Kim, Hyung-Bea;Kim, Tae-Woo;Song, Ho-Shin;Lee, Oh-Keol;Lee, Joon-Tark
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07b
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    • pp.966-968
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    • 1999
  • It is very difficult to maintain the desired tank level without overflow or shortage in a dangerous chemical plant. and a cooling one. Futhermore, because its dynamics are very complicate and nonlinear, the accurate mathematical model cannot be technique acquired and also their problems cannot be solved easily. In this paper, a RVEGA SMC for the robust control of a coupled tank level was proposed. The simulation results were very appreciative.

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