본 논문은 연료전지의 동특성을 모델링하고 시뮬레이션 결과를 이용하여 시스템에서 에너지 보상 배터리의 최적화 설계 방법을 제안하였다. 다양한 전기화학방정식과 실제 연료전지의 측정 데이터를 기반으로 연료전지 모델링을 수행하고, 시뮬레이션 결과를 분석하여 시스템에서 요구되는 전력을 계산하여 배터리를 용량을 산정 하였다.
정보 통신 기술의 발달로 컴퓨터를 활용한 교육 영역이 계속 발전해 나가고 있고, 교수-학습에 도움을 주기 위한 많은 코스웨어 들이 개발되어 사용되고 있다. 기존의 코스웨어는 수업시간에 이미 배운 내용을 단순 반복하거나 형성 평가 형식의 예제를 풀어보는 유형으로, 학습자는 미리 계획된 커리큘럼과 프로그램에 수동적으로 반응하게 되어 코스웨어에서도 교수 중심의 학습이 이루어 지는 것을 극복하기 위해 본 연구에서는 학습자가 능동적으로 학습 과정에 참여하여 학습자 중심의 교육이 이루어 질 수 있고 텍스트가 아닌 프로그래밍 언어나 아이콘화 된 메뉴를 이용해 쉽게 접근이 가능하며 실제 상황과 유사하게 학습환경을 제공하고 수행결과를 확인해 학습의 효과를 극대화 시킬 수 있는 응용 프로그램 인터페이스(Application Program Interface) 기반의 시뮬레이션형 코스웨어를 설계해보고자 한다.
본 논문의 연구목적은 탐구실험중심 과학교육의 실현 방법으로 고고보드와 NetLogo를 이용한 실세계와 가상세계를 연결해주는 시뮬레이션 콘텐츠를 설계 및 개발하는데 있다. 먼저 탐구실험 수업을 위한 컴퓨터 시뮬레이션과 로봇활용교육을 이용한 수업모형을 탐색하고 가상시뮬레이션과 실제실험을 연동할 수 있도록 컴퓨터 기반의 실험 장치(MBL)을 제작하였다. 이 장치를 토대로 중등과학교과내용 중 온도변화(열평형)과 전기(저항과 전압과의 관계)단원 내용을 대상으로 시뮬레이션 콘텐츠를 제작하였다. 닫혀 있는 계에서의 온도변화가 같아지는 열평형반응을 탐구실험과 시뮬레이션으로 시각화하였으며, 전기단원의 저항과 전압과의 관계에서는 각 저항의 직렬연결을 이루었을 때, 각 저항에 걸리는 전류가 같고 전하의 흐름을 시뮬레이션 하였다. 중학생들을 대상으로 개발된 콘텐츠를 사용하게 하면서 시뮬레이션 사용 및 인터페이스에 대한 형성평가를 하였으며 컴퓨터 기반 과학교육에서 활용할 수 있는 방향성을 제시하였다.
현대의 산업공정에서 CAD(Computer-Aided Design)는 설계 및 생산에 관련된 다양한 분야에서 빠져서는 안 될 중요한 분야로 자리매김 하였다. 그러나 생산 설계의 복잡도가 증가 할수록, 그와 관련된 다양한 공학 기술들이 필요로 하게 되었다. 이 논문에서는 CAD기반의 그레이팅 설계 자동화 시스템에서 분할을 고려하는 배치에 대하여 다룬다. 그레이팅 설계 디자인에서 생산 비용 절감의 핵심은 분할을 최소로 하는 디자인을 설계하는 것이다. 이를 해결하기 위하여 그레이팅 분할 배치 문제에 유전 알고리즘을 적용하여 근사 해를 탐색한다. 각 제약 조건들에 우선순위를 두어 적합도를 측정하고, 분할 섹션들을 해 집합으로 구성하여 교배와 선택 연산을 수행함으로써 해를 구하고 시뮬레이션을 통해서 제안된 방법의 효율성을 평가한다.
국방 M&S 분야에서 모의 기반 획득 방법이 필수적인 정책으로 인식되면서 획득 단계별 M&S 적용을 위한 협업이 필요해지고 M&S 컴포넌트를 쉽게 개발하고 공유하기 위한 공통 기반환경의 구축이 필요하게 되었다. 이를 위하여 본 연구에서는 모델 개발 재사용성 향상을 위한 형식론 기반의 시뮬레이션 프레임워크와 신속 개발을 위한 GUI 기반 모델링 환경을 제안한다. 제안하는 프레임워크는 플러그인 기반으로 동작하며 XML 기반 객체 모델을 바탕으로 하고 있기 때문에 모델의 개발과 변경에 대해 유연한 설계를 할 수 있으며 외부체계 연동, 모델 데이터 로깅과 같은 시뮬레이션 지원 기능을 구현하는데 효과적이다. 본 논문에서는 이러한 프레임워크 및 모델링 개발 도구의 구조와 기능 요소들에 대해 설명한다.
본 논문에서는 Quasi-Z-Source 인버터의 평균 모델을 이용하여 제어 시스템을 설계함으로써 기존 소신호 모델 기반 제어의 동작점이 변동하는 경우 과도 응답 특성이 저하되는 단점을 개선하고자 한다. 또한, PSIM 시뮬레이션을 통해 제시된 설계방법의 우수성을 실증하고자 한다.
발전소 유닛마스터제어(UMC)용 시뮬레이터는 국내 및 해외에서 운전원 훈련 목적으로 개발되어 왔다. 일반적으로 UMC 시뮬레이터는 발전소 건설 마지막에 구축되는데, UMC 로직은 발전설비 내에 있는 많은 신호들 간의 간섭사항들을 사전에 확인하기 위해 시뮬레이션이 필수적으로 필요하지만 공정 일정 차이로 인하여 플랜트 로직 설계자나 시운전 엔지니어들이 UMC 로직을 시뮬레이션 하기는 쉽지 않다. 이러한 배경으로 본 논문에서는 발전소 로직 설계자와 운전원들이 매틀랩에서 제공하는 시뮬링크 환경에서 손쉽게 구현할 수 있는 시뮬레이션 방법을 제안한다. UMC의 핵심기능이 수학적 분석과 기능 블록 조합이 기본으로 구성된 독특한 시뮬레이션 알고리즘을 통해 구현된다. 또한, 로직 내 설비 목표값 제어를 위해 정수기반 구성도가 제안된다. 이러한 시뮬레이션 기법들을 통해 부하 분배, 상 하한치 제한, 주파수 보상 등의 기능들이 시뮬링크 내에서 성공적으로 구현될 수 있음을 보이고, 결과적으로 우리는 UMC 로직을 플랜트 시뮬레이터 없이도 시뮬링크에서 구현할 수 있음을 보인다. 본 논문에서 제시한 다양한 시뮬레이션 기법들은 발전소 건설 기간 중 플랜트 로직 설계자 또는 시운전 엔지니어들을 위한 시뮬링크 기반의 시뮬레이션 설계 관련한 양질의 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 예비교사에게 학생의 수업 중 문제 행동을 지도하는 훈육연습의 경험을 제공해주기 위한 시뮬레이션을 설계하고 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해 수행한 연구내용은 다음과 같다. 첫째, 시뮬레이션 관련 문헌 연구를 수행하였다. 둘째, 선행 연구 및 사례 분석을 통해 수업 중 학생의 문제 행동의 주요 변인을 자기 존중감, 자기 유능감, 자기 통제력으로 결정하였다. 셋째, 이 변인을 기반으로 학생의 행동과 학교생활기록부 정보를 설정하였다. 넷째, 교사의 처치를 언어적, 비언어적 처치로 구분하여 개발하였다. 마지막으로, 교사의 처치에 따라 학생의 문제 행동이 교정 또는 심화 되도록 시뮬레이션을 설계하고 개발하였다. 시뮬레이션 개발 후 사용자 평가에 따라 수업시뮬레이션의 후속 연구를 제안하였다.
본 논문에서는 항만컨테이너 운영 모니터링 및 계획 시뮬레이션의 결과를 3차원으로 정적 동적 개체를 포함하는 주변 환경의 거동을 시각적으로 표현하고 실제 작업이 이루어지는 애니메이션을 통해 운영모델을 직관적으로 평가가 가능한 시뮬레이션 가시화 시스템을 제안한다. 제안한 항만 시뮬레이션 가시화 시스템(PSVS)은 객체의 상태를 XML기반으로 설계하여 기존의 항만 운영 시뮬레이션(CATOS)과 상호운용성에 있어서 연동성을 극대화하고 실시간으로 대규모 객체에 대한 애니메이션 표현이 가능하도록 구현하였다. 본 논문에서는 PSVS시스템의 설계 방법에 대해서 설명하고 실험을 통해 PSVS의 타당성을 검토하였다.
최근, 선박의 항해 안전을 지원하기 위한 다양한 시스템이 개발되고 있다. 이러한 시스템의 유용성을 검증하기 위해서는 실제 선박에 탑재하여 운용해보는 것이 가장 이상적이나 현실적으로는 많은 어려움이 존재한다. 그 대안으로 모델링 및 시뮬레이션(M&S) 기법을 적용한 유용성 검증 방법이 요구된다. 현실과 가장 가까운 선박 조종 시뮬레이터(FMSS)는 구축비용이 수억에서 수십억에 달하는 등 매우 고가이고, 운용을 위한 전문 인력이 필요하다는 한계가 존재한다. 이러한 이유로, 본 논문에서는 이산사건 시스템 명세(DEVS) 형식론 기반의 선박 항해 모델링 및 시뮬레이션을 통한 항해 안전 지원 시스템을 검증하기 위한 방법을 제안한다. 그 첫 단계로 SES/MB 프레임워크를 기반으로 항해 시뮬레이션 아키텍처를 설계하고, DEVS 형식론을 기반으로 선박 핵심 장비 및 항해사 에이전트를 모델링하는 것에 관한 내용을 기술한다. 이러한 내용을 바탕으로 선박 항해 시뮬레이션 시스템을 구현하고, 다양한 시나리오를 통해 충돌회피 시뮬레이션 등과 같은 항해 안전 지원 요소의 효과도 평가가 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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