• 제목/요약/키워드: 캐스케이드 시스템

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CFD를 활용한 연료전지용 기액분리기 최적설계 (Optimal Design of Gas/Liquid Separator for Fuel Cell System using CFD)

  • 임종구;박종철;고백균;권기욱;신현길;허태욱;조성백
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.85.1-85.1
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    • 2010
  • 캐스케이드형 연료전지 시스템에 있어서 각 스택의 단에서 전기화학반응에 의해 생성된 물을 분리하여 적절하게 배출시켜주는 것은 스택의 성능 및 내구성 향상을 위해 매우 중요하다. 이를 위해 연료전지 스택 각 단의 상이한 조건에 맞는 기액분리기의 설계가 필요하다. 유량에 따른 기액분리기의 부피와 원활한 연료 가스와 생성수의 분리를 위한 내부구조 및 입구 속도 등의 변수들에 따라 기액분리기의 성능 뿐만 아니라 연료전지 시스템 전체의 성능에 영향을 준다. 그러나 기액분리기의 폐쇄적 구조 때문에 실험을 통해 내부의 거동 및 현상을 파악할 수 없어 앞서 언급한 변수들의 효과를 확인할 수 없는 문제점이 있다. 이에 CFD(Computational Fluid Dynamics, 전산유체역학)를 활용하여 각 조건에 따른 기액분리기 내부의 현상을 파악하고 이를 통해 기액분리기 설계를 최적화하였다.

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게인 스케쥴링과 캐스케이드 제어에 의한 가상현실용 열환경의 실시간 구현 (Implementation of Real-Time Thermal Environment for Virtual Reality Using Gain Scheduling and Cascade Control)

  • 신영기;장영수;김영일
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제7권7호
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    • pp.567-573
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    • 2001
  • A real-time HVAC system is proposed which implements real-time control of thermal environment for virtual reality. It consists of a pair of hot and cold loops that serve as thermal reservoirs, and a mixing box to mix hot and cold air streams flowing if from loops. Their flow rates are controlled in real-time to meet a set temperature and flow rate. A cascade control algorithm along with gain scheduling is applied to the system and test results shows that the closed-loop response approached set values within 3 to 4 seconds.

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사각지역경보시스템을 위한 실시간 측후방 차량검출 알고리즘 (Real-Time Side-Rear Vehicle Detection Algorithm for Blind Spot Warning Systems)

  • 강현우;백장운;한병길;정윤수
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.408-416
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    • 2017
  • 본 논문에서는 주행 중 사각지역내의 차량을 빠르고 정확하게 실시간으로 검출하는 측후방 차량 검출 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 실시간 처리를 위해 MCT(Modified Census Transformation) 특징벡터를 기반으로 에이다부스트 학습을 통해 생성되는 캐스케이드 분류기를 사용한다. MCT 분류기는 검출윈도우가 작을수록 처리속도가 빠르고, 검출윈도우가 클수록 정확도가 증가한다. 제안 알고리즘은 이러한 특징을 이용하여 검출윈도우가 작은 분류기로 차량후보를 빠르게 생성한 후 보다 큰 사이즈의 검출윈도우를 가지는 분류기로 생성된 차량후보에 대해 정확하게 차량인지 검증한다. 또한, 차량분류기와 바퀴분류기를 동시에 사용하여 사각지역내로 진입하는 차량과 사각지역내의 인접차량을 효과적으로 검출한다.

스위치형 커패시터를 이용한 새로운 형태의 3차 직렬 접속형 시그마-델타 변조기 (A Novel Third-Order Cascaded Sigma-Delta Modulator using Switched-Capacitor)

  • 류지열;노석호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.197-204
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    • 2010
  • 본 논문은 저 전압 및 저 왜곡 스위치형 커패시터 (switched-capacitor, SC)를 적용한 새로운 형태의 몸체효과 보상형 스위치 구조를 제안한다. 제안된 회로는 저 전압 SC회로를 위해서 rail-to-rail 스위칭을 허용하며, 기존의 부트스트랩 된 회로 (19dB)보다 더 우수한 총 고조파 왜곡을 가진다. 설계된 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 통신 송수신 시스템내의 오디오 코덱을 위한 고해상도 아날로그-디지털변환을 수행한다. 1단 폴드형 캐스코드 연산증폭기 및 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 0.25 마이크론 이중 폴리 3-금속 표준 CMOS 공정으로 제작되었으며, 2.7V에서 동작한다. 연산증폭기의 1% 정착시간은 16 pF의 부하 용량에 대해 560ns를 보였다. 제작된 시그마 델타 변조기에 대한 검사는 비트 스트림 검사 및 아날로그 분석기를 이용하여 수행 되었다. 다이크기는 $1.9{\times}1.5\;mm^2$였다.

H-Bridge 멀티-레벨 인버터 시스템 (H-Bridge Multi-Level Inverter System)

  • 윤홍민;전재현;이정표;장동제;나승호;권봉현
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.313-316
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    • 2005
  • 본 논문은 대용량 진력변환장치인 멀티-레벨 인버터 시스템에서 출력 전압가변이 손쉬운 HBML(H-Bridge Multi-Level) 인버터의 Master와 Cell 제어기 구성에 관한 것이다. HBML 인버터는 각각의 단위 Cell을 저압에서 사용하는 인버터로 구성하면, 구조적으로 풀-브릿지(Full-Bridge) 인버터를 캐스케이드 방식으로 연결하여 고압출력을 얻을 수 있는 토폴로지이다. 시스템에서 Master와 Cell의 제어 처리를 한곳에 집중하지 않는 분산 제어 방식을 적용하여 통신 Data를 최적화하도록 구성하고, 이를 바탕으로 두 제어기를 고성능 원-칩(One-Chip) DSP로만 설계하였다. 모든 외부 모듈을 내장한 CPU로 제어기가 구성될 경우, 외부 노이즈에 강하며, 추가되는 하드웨어 결선을 최소화할 수 있다. 본 논문에서는 HBML 인버터 출력 생성 시 반드시 요구되는 출력 PWM 동기 및 위상전이(Phase Shift)를 각 제어기 자체에 내장된 모듈만을 이용해서 구현하였다.

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계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘을 이용한 회전형 역 진자 시스템의 최적 캐스케이드 제어기 설계 (Design of Optimized Cascade Controller by Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithms for Rotary Inverted Pendulum System)

  • 정승현;장한종;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.104-106
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    • 2007
  • In this paper, we propose an approach to design of optimized Cascade controller for Rotary Inverted Pendulum system using Hierarchical Fair Competition-based Genetic Algorithm(HFCGA). GAs may get trapped in a sub-optimal region of the search space thus becoming unable to find better quality solutions, especially for very large search space. The Parallel Genetic Algorithms(PGA) are developed with the aid of global search and retard premature convergence. HFCGA is a kind of multi-populations of PGA. In this paper, we design optimized Cascade controller by HFCGA for Rotary Inverted Pendulum system that is nonlinear and unstable. Cascade controller comprise two feedback loop, parameters of controller optimize using HFCGA. Then designed controller evaluate by apply to the real plant.

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화력발전소 보일러 드럼수위제어 시뮬레이션에 관한 연구 (The Simulation Study of Boiler Drum Level Controller in Thermal Power Plant)

  • 이주현
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.218-223
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    • 1999
  • 현재의 발전소 보일러 제어방식은 프로세스 성격에 따라 제어루프의 상태변수들을 근간으로 세부적인 독립된 제어루프별로 제어를 시행하는 개별 루프를 채택하고 있다. 발전소에서 사용하는 PID제어 방식은 각 부시스템들의 상태변수, 출력변수가 다른 부시스템의 선행신호가 되거나 기준신호가 되어 피드백제오, 피드포워드 제어와 캐스케이드 제어 등의 신호로 작용한다. 선행신호와 상태 궤환 신호는 다른 부시스템의 상태변수를 측정함에 의하여 결정되며, 상호연결 함수는 경험에 의한 함수 설정에 의해 결정된다. 본 논문에서는 먼저 화력발전소 보일러 제어시스템을 플랜트 변수들 사이의 인과관계를 표현하는 신호흐름도의 보일러 모델과 실제 발전소에 적용되고 있는 드럼 수위 제어기에 대해 기술한다. 그리고 현장에서 취득한 운전데이터를 이용한 보일러 드럼수위 제어계통의 모델링에 관한 내용에 대해 기술하고, 마지막으로 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 제어루프의 모의실험 결과를 통해 제어기의 설계와 제어루프의 효용성을 보이고자 한다.

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정수장 잔류염소 일정제어를 위한 지능형 제어기 개발 (Intelligent Controller for Constant Control of Residual Chlorine in Water Treatment Process)

  • 이호현;장상복;홍성택;전명근
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.147-154
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    • 2014
  • 본 논문에서는 발암물질 저감을 위하여 정수장 염소투입공정 중 전염소 주입에 따른 침전지의 염소 증발량이 주야간, 계절별 현격한 차이가 발생함에 따라 시간대별/계절별/날씨별 유입목표 잔류염소를 변경하고자 운영자의 경험에 기반한 퍼지 모델링 기법을 도입하였다. 퍼지에 의해 설정된 목표 잔류염소농도를 유지하기 위하여 침전지 유입부에 잔류염소 계측기를 추가 설치하여 피드백 Loop 시간을 최소화하였고 지연시간이 긴 시스템에 적용되는 이중 피드백 제어시스템인 캐스케이드 제어를 병행 실시하였다. 이를 통해 소독공정의 고유특성인 시간지연에 대한 선제적 대응 및 침전지 잔류염소농도 변화폭을 7.3배가량 안정화를 시키고 염소소모량을 저감하여 안정적이고 경제적인 물 공급이 가능하도록 하였다.

R744-R410A용 이원 냉동시스템 성능 특성 (Performance Characteristics of Cascade Refrigeration System Using R744 and R410A)

  • 구학근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.1548-1554
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    • 2013
  • 본 논문은 R744-R410A용 이원 냉동시스템의 작동변수에 대한 기초 설계자료를 제공하고자 이원 냉동시스템의 성능 특성을 분석한 것이다. 이원 냉동시스템의 성능은 EES 프로그램을 이용하여 분석하였다. 작동변수로는 R410A용 고온사이클과 R744용 저온사이클의 압축기효율, 응축과 증발온도이다. 이원 냉동사이클의 응축온도가 감소할수록 이원 냉동사이클의 COP는 증가하며, 증발온도가 증가할수록 COP가 증가함을 알 수 있다. 또한, 이원 냉동사이클의 압축효율이 증가할수록 COP가 증가한다. 그러므로 압축효율, 증발온도, 응축온도 등의 인자들이 R410A와 R744용 이원 냉동사이클의 COP에 영향을 주는 것을 알 수 있다. 그리고 이 이원 냉동사이클은 각각의 변수들에서 최고 효율을 가지는 캐스케이드 증발온도가 존재함을 알 수 있다. 따라서 이러한 인자들을 고려하여 R410A와 R744용 이원 냉동사이클을 설계하는 것은 중요하다.

오토캐스케이드 방식을 적용한 극저온 칠러 시스템의 실험적 연구 (An Experimental Study of Cryochiller System Using Autocascade)

  • 차동안;권오경;윤재호;김대열
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.1980-1985
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    • 2007
  • The purpose of this study is to investigate the performance of an autocascade refrigeration system using the refrigerant mixtures of R-134a(64${\sim}$72wt%), R-23(20${\sim}$25wt%) and R-14(8${\sim}$12wt%) as working fluids by experiment. The experimental apparatus consisted of a autocascade system with a compressor, condenser, evaporator, gas-liquid separator and cascade condenser, etc. Two main causes to this failure were considered as follows. First, the pressure ratio in the compressor was extremely increased at the beginning of the experiment. Second, the outlet temperature in compressor was higher than its limited temperature. For a stable operation of the compressor, a portion of the mixed refrigerant was by-passed at the inlet of the heat exchanger and transferred directly to the suction of the compressor in the modified system. The experimental parameters were changed weight of R-134a(1800g, 2800g), R-23(700, 800, 900g) and R-14(300, 400, 500g). The results showed that the best performance in case of R-134a of 2800g, R-23 of 900g and R-14 of 500g.

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