• 제목/요약/키워드: 입력설계기법

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상태 관측기 설계 기법을 적용한 이온성 고분자 금속 복합체의 전압 생성 특성 모델링 (State Observer Based Modeling of Voltage Generation Characteristic of Ionic Polymer Metal Composite)

  • 이형기;박기원;김명수
    • Composites Research
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    • 제28권6호
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    • pp.383-388
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    • 2015
  • 이온성 고분자 복합물인 IPMC(Ionic Polymer Metal Composite)는 부드러운 고분자 필름의 양면에 백금으로 구성된 전극층이 부착된 형태로 구성되어 있으며, 외부 물리적 자극에 대응하여 전기적 에너지를 발생시키는 특성을 가지고 있다. 본 논문에서는 IPMC의 굽힘에 대응하여 생성되는 전압을 예측할 수 있는 회로 모델을 제안하였다. 모델의 내부는 IPMC의 물리적인 특성을 묘사하는 전기 소자들로 구성되어 있으며, 실제 측정된 출력 전압과 시뮬레이션 출력 전압 사이의 RMS(Root Mean Square) 오차가 최소화 되도록 파라미터들의 값이 선정되었다. 이어서, 회로 모델의 관측기를 극점 배치 기법을 사용하여 설계하였으며 관측기로부터의 출력 전압 시뮬레이션의 결과 실제 전압 신호와의 오차가 줄어듦을 확인하였다. 또한, 상태 관측기 설계 기법이 측정된 출력 전압으로부터 입력 굽힘 각도를 추정하는 역 모델의 설계에도 적용되었으며 설계된 역 모델이 입력 각도를 큰 오차 없이 추정함을 검증하였다.

유연구조물의 강인한 입력설계기법의 실험적 연구 (An Experiment Study on the Robust Input Shaping of Flexible Structures)

  • 배재성;현영오;곽동기;박영근;황재혁
    • 한국항공운항학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.31-37
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    • 2006
  • In this paper, an experimental study on the robust input shaping for control of the residual vibration of flexible structures has been investigated. Two approaches has been used for the robustness of input shaping: the first method is to increase the number of impulses, and the other includes an EI shaper using vector diagram. The input case designed by the application of the above methods has been applied to a control problem involving residual vibration of a rotating hub with two flexible appendages. It has been found by a series of experiments that the input shaper designed in this paper works well for the residual vibration control of the flexible structure.

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파이프라인 구조를 이용한 고성능 1 차원 이산 웨이블렛 변환 필터 설계 (Design of A High Performance 1-D Discrete Wavelet Transform Filter Using Pipelined Architecture)

  • 박태근;송창주
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (상)
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    • pp.711-714
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    • 2001
  • 본 논문에서는 파이프라인 구조를 이용하여 고성능 1 차원 이산 웨이블렛 변환 필터를 설계하였다. 각 레벨에서 입력이 다운샘플링(downsampling, decimation)되므로 각 레벨의 하드웨어를 폴딩(folding) 기법을 이용하여 곱셈기와 덧셈기를 공유함으로써 복잡도를 개선하였다. 즉, 제안한 구조에서는 레벨 2 와 레벨 3 에서 폴딩된 구조의 C.S.R(Circular Shift Register)곱셈기와 덧셈기를 사용함으로써 하드웨어 효율(hardware utilization)을 각 레벨에서 100%로 높일 수 있다. 또한, 홀수와 짝수의 샘플을 병렬로 입력함으로써 단일 입력의 시스템과 비교할 때, 동일 시간에 병렬화 만큼의 이득을 얻을 수 있었고, 필터 계수는 미러 필터(mirror filter)의 특성을 이용하여 쳐대한 고역 필터(high pass filter)와 저역 필터(low pass filter)의 계수들을 공유함으로써 곱셈기와 덧셈기의 수를 반으로 줄였다. 그리고 임계 경로(critical path)를 줄이기 위한 파이프라인 레지스터를 삽입하여 고성능 시스템을 구현하였다.

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강상자형교의 자동화 최적설계 프로그램 (Automated Optimum Design Program for Steel Box Girder Bridges)

  • 조효남;정지승;민대홍
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권5호통권48호
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    • pp.475-485
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    • 2000
  • 본 연구에서는 시공성을 고려한 변단면을 갖는 합성형 강상자형교의 최소비용을 구하기 위한 자동화 최적설계 프로그램을 개발하였다. 강상자형교 설계에 필요한 설계 제약조건은 도로교 표준 시방서를 비롯한 각종 설계기준과 실무자의 경험을 바탕으로 정식화하였다. 최적화의 효율성을 위해 강상자형교의 특성을 고려한 제약조건 소거기법, 설계 변수 연결기법, 응력 재해석 기법을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램은 구조해석 모듈, 최적설계모듈, 사용자의 입력 편의를 위한 전처리모듈 설계 업무자동화를 위한 후처리모듈로 구성되어 있으며, 구조해석은 신뢰성이 입증된 상업용 구조해석 프로그램인 RM-SPACEFRAME을 이용하여 격자모델에 대해 실시하도록 하였다. 또한 개발된 최적 설계 프로그램의 효율성과 실용성을 확인하기 위하여 몇 가지의 수치예제를 적용하였다. 본 연구에서 개발된 최적설계 시스템은 향후 타 형식의 교량에 최적설계 프로그램의 모형으로 활용될 수 있으리라 사료된다.

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무인항공기의 시스템 식별을 위한 비행시험기법 (A Plight Test Method for the System Identification of an Unmanned Aerial Vehicle)

  • 이윤생;석진영;김태식
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.130-136
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    • 2002
  • 본 논문에서는 자동조종장치를 장착한 무인항공기의 시스템 식별을 위한 비행시험기법에 대해 기술하였다. 종운동 및 횡/방향운동 구동입력으로는 멀티스텝 입력을 이용하였다. 각 운동모드에 대해 주파수역 해석을 통해 최적의 입력시간을 설정하였다. 무인항공기의 자동조종장치를 탑재한 비행조종컴퓨터를 이용하여 프로그래밍 모드에서의 비행시험방법으로 종운동과 횡/방향운동의 분리를 통해 시스템 식별을 위한 최적의 자료를 제공하고 있다. 또한 설계치에 근사한 정확한 구동입력을 인가하여 보다 높은 입력주파수를 확보할 수 있었다. 비행시험에서는 안정된 대기상태에서 반복적인 시행을 수행하였으며, 향상된 비행체 탑재 자료저장장치를 이용하여 고품질의 비행자료를 확보하였다. 본 비행시험 기법을 적용하여 획득한 비행자료는 무인항공기의 시스템 식별을 위한 비행자료로 이용되었다.

SVM를 적용한 매트릭스 컨버터의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Matrix Converter Based on Space Vector Modulation)

  • 양천석;윤인식;김경서
    • 전력전자학회논문지
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    • 제10권6호
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    • pp.550-559
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    • 2005
  • 매트릭스 컨버터는 VS떼 비하여 장수명, 입력역률 직접제어 및 에너지 회생 등의 장점을 갖고 있으나, 제어의 복잡성, ride-through 대책 및 낮은 전압이용률 등은 상용화를 위해 해결해야 할 난제이다. 본 논문에서는 SVM를 적용한 매트릭스 컨버터의 설계 및 구현방법을 제안한다. 입력 고조파를 저감시키기 위한 입력필터와 입출력의 과전압 방지와 free-wheeling을 위한 클램프 회로의 설계기법을 제시하고, 고속 DSP와 CPLD를 사용하여 공간벡터 제어 및 4 단계 전류(commutation) 제어를 구현하며, 매트릭스 컨버터의 양방향 스위치 구동을 위한 전용의 전원회로를 설계하여, 최적 구조의 전력회로를 제안한다. 그리고 구현된 매트릭스 컨버터를 유도전동기에 적용하여 성공적인 운전 결과를 얻을 수 있었다.

FFT 시스뎀을 위한 효율적인 인덱스 어드레싱기법 구현 (An Efficient index Addressing Method Implementation for FFT system)

  • 홍선영;신태철;이광재;이문호
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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    • pp.103-106
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    • 2001
  • 본 논문은 radix-2 FFT를 파이프라인 기법으로 구현할때의 성능 향상을 위한 메모리 어드레싱기법에 대한 새로운 구조를 제안하고자 한다. Fast Fourier Transform(FFT) 프로세서의 속도 및 성능은 파이프라인 싸이클과 클럭에 좌우되므로, 동시에 병렬로 처리하기 위한 입력 데이타에 access 하기 위해 사용되어지는 기존의 메모리 어드레싱 기법은 지연문제로 인해 FFT 프로세서 성능 저하의 원인이 된다. 이 기법은 정확한 메모리 뱅크를 선택하기 위한 주소부 패러티 체크가 필요 없으므로 수행 속도를 빠르게 하고, ROM에 저장된 Coefficient의 실수부와 허수부의 상호교환특성을 이용하여 Coefficient ROM을 반으로 줄일 수 있다. 이 논문에서 제안된 구조는 VHDL을 사용하여 설계하였고, 설계된 회로를 시뮬레이션 및 합성시켰다.

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쌍선형 시스템의 퍼지 제어기 개발 (Fuzzy Controller Design for the Bilinear System)

  • 이상혁;김주식
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2000년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.213-219
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    • 2000
  • 본 논문에서는 쌍선형 시스템에 대한 퍼지 제어 기법을 제안하였다. 쌍선형 시스템은 비선형 시스템의 특별한 형태로서, 상태 변수와 입력변수가 곱해진 항 때문에 시스템을 제어하기가 용이하지 않다. 이러한 비선형 때문에 기존의 제어기법을 적용하여도 원하는 성능을 얻기가 쉽지 않다. 또한 쌍선형 시스템을 선형 시스템에 근사화 시켜서 최적해를 구하기 위한 반복적 방법을 이용한 최적제어기법 역시 제안되었으나 이 결과 또한 제한된 시스템에 대하여만 적용이 가능하고 많은 연산이 큰 부담으로 작용한다. 따라서 쌍선형 시스템에 대한 제어기 설계는 활발한 연구결과에도 불구하고 용이하지 않다. 따라서 본 논문에서는 비선형에 대한 적당한 보상을 퍼지제어 기법을 통하여 제공 하므로서 쌍선형 시스템의 제어 문제를 해결하였다. 또한 설계된 제어기를 모의 실험을 통하여 원하는 성능을 얻을 수 있음을 보였고 기존의 반복적 방법을 통한 최적제어 기법과 비교하였다.

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갈륨비소 MESFET를 이용한 고이득 연산 증폭기의 입력단 설계 (Design of High-Gain OP AMP Input Stage Using GaAs MESFETs)

  • 김학선;김은노;이형재
    • 한국통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.68-79
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    • 1992
  • 고속 아날로그 시스템,위성통신시스템, video signal processing 및 processing 및 optical fiber interface 회로등에서 높은 전자이동도로 인하여 고주파 툭성이 우수한 GaAs 연산 증폭기는 필수적인 구성 요소이다. 하지만, 낮은 전달컨덕턱스 및 low frequency dispersion등의 현상 때문에 높은 전압이득을 얻을 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 GaAs MESFETfmf 이용한 증폭기의 이득을 증가시키기 위한 기법을 비교분석하고 기존의 전류미러와 새로운 구성의 전류 미러를 설계하여 회로의 안정화를 꾀하였다. 높은 차동전압이득을 얻기 위하여 단일 증폭기의 bootstrap 이득증가기법을 이용하여 차종입력 회로를 구성하였으며, 회로의 안정도 및 우수한 주파수 특성을 얻기 위하여 common mode feedback을 사용하였다. Pspice를 통한 시뮬레이션 결과 설계된 회로의 이득이 18.6dB 향상되었고 안정도 및 주파수 특성면에서 우수함을 확인할 수 있었다.

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기후변화 영향과 강우-유출 모형의 불확실성을 고려한 설계홍수량 변동성 분석 (Variability Analysis of Design Flood Considering Uncertainty of Rainfall-Runoff Model and Climate Change)

  • 권현한;김장경;이종석
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.365-365
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    • 2012
  • 이수 및 치수를 위한 수공구조물 설계 및 하천기본계획 수립의 요점은 설계홍수량의 산정에 있으며, 통계적으로 유의성을 가지는 설계홍수량을 산정하기 위해서는 일반적으로 30년 이상 관측된 홍수자료가 요구된다. 우리나라의 경우 대부분의 유역이 미계측 유역이거나 관측년수가 비교적 작은 경우가 많으므로, 상대적으로 자료 연한이 긴 강우자료를 빈도분석한 후 이를 강우-유출 모형에 입력하여 확률홍수량을 추정하는 간접적인 방법이 주로 이용되며 사용된 강우의 빈도가 홍수의 빈도와 동일하다는 가정을 기본으로 한다. 그러나 동일한 강우량이 발생하더라도 강우의 강도, 지속시간, 유역의 선행함수조건 등과 같은 유역 특성에 따라 유출의 특성은 현저히 다르게 나타나며 결국 이러한 특성은 입력자료, 강우-유출 모형, 기후변동성 등과 같은 불확실성 요소로 인식될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 불확실성을 고려할 수 있는 강우-유출 모의기법을 개발하여 이를 통해 홍수빈도곡선을 유도할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다. 불확실성 분석을 위해 기존 HEC-1 강우-유출 모형에서 Bayesian MCMC 기법을 적용하여 매개변수들의 사후분포를 추정하여 매개변수들의 최적화 및 불확실성 분석을 수행하였다. 마지막으로 기후변화 영향을 통합한 홍수빈도곡선을 유도하기 위해서 극치강수를 모의하는 것이 필요하며, 본 연구에서는 극치값 재현에 있어서 우수한 성능을 발휘하는 Kernel-Pareto Piecewise분포 기반의 강우모의발생 기법을 적용하여 HEC-1모형과 연동되도록 모형을 개발하였다. 본 연구에서 제안하는 방법론은 기존 홍수빈도곡선 유도 방법에서 불확실성을 분석하기 위해 모든 변수들을 독립사상으로 간주하고 Monte Carlo Simulation을 수행함으로서 매개변수들간의 상호연관성, 상관성, 조건부 확률들을 고려할 수 없었던 점을 Bayesian 모형을 통해 매개변수들간의 조건부 확률을 고려한 매개변수의 사후분포 도출을 가능하게 하여 보다 현실적인 강우-유출 관계 도출이 가능하고 불확실성 구간이 자연적으로 도출됨으로서 향후, 신뢰성 있는 수자원 계획수립에 유용한 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

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