• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.240-245
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• 1995

제어이론의 역사적 발전사를 고찰해보면 1930년대부터 1960년대까지를 고전 제어(classical control) 시대로 분류되고 이때 주로 사용되었던 용어들은 주파수역(frequency domain)에서 사용된 개념인 극점(pole), 영점(zero), Nyquist, 근궤적(root-Locus) 선도(plot)등으로 대표된다. 그 다음단계인 현대 제어(modern control) 시대 (1960년대-1980년대)때는 새로운 개념들이 도입 되었는데 시간역(time domain)에서 사용되는 상태공간(state-space) 모델, 가제어성(controllability), 가관측성(observability), Kalman 필터, LQG 제어 등이다. 1980년대부터 현재까지를 강인제어(robust control) 시대로 분류하는데 이것의 특징들은 극점이나 영점 대신 상태공간 모델을 사용하여 주파수역에서 정의되는 개념들인 H$_{\infty}$ 합성법, .$\mu$ 해석법, LQG/LTR 및 QFT, Lyapunov 등으로 대표된다. 현대제어시대때는 제어기 K는 공칭 플랜트 모델 G$_{0}$를 기준으로 설계되었으나 실제로 공칭 플랜트 모델은 실제 플랜트와 항상 같을 수가 없었다. 따라서 실제 플랜트 G는 G=G$_{0}$ + .DELTA.G로 표현되며 여기서 .DELTA.G는 플랜트 불 확실성(plant uncertainty), 즉 실제 플랜트와 공칭 플랜트의 차이를 나타낸 다. 이 플랜트 불확실성은 제어기가 실제 응용되어 사용되었을 때 제대로 작동하지 않는 주요 이유중에 하나이다. 이와 같은 상황에서 안정도 강인성 (stability robustness) 및 성능 강인성(performance rosubtness)의 보장은 상 당히 중요한 문제로 대두되었으며 주어진 플랜트 불확실성하에서 이러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.1527-1532
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• 2003

기존의 GPC방법으로 제어하기 힘든 비선형성과 플랜트의 변수변화를 포함하는 비선형 플랜트를 지연 예측신경망을 사용하여 효과적으로 제어하는 적응 GPC방법을 제안한다 제안한 방법에서는 플랜트의 선형 변수 추정이나 근사적인 모델로부터 선형 매개변수를 구해서 선형 모델을 만들고 실제 시스템의 출력과 선형모델의 오차를 신경망의 출력으로 표현한 다음, 이 식으로부터 적응 GPC 알고리듬을 유도한다. 여기서 지연 예측신경망은 적응 GPC에 이용될 플랜트의 출력을 예측하도록 학습된다. 이와 같은 제어기를 구성함으로써 선형 변수만으로 적응 GPC 제어기가 구성되어질 경우 생기는 비선형 변수의 추정과 출력 예측 값을 계산하는 번거로움을 해결하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.221-223
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• 2015

국내 조선소에서 해양플랜트공사 수주가 증가함에도 불구하고 관련 직무종사자들은 전문영어교육을 받지 못하여 직무 진행에 있어서 발주자들과 다양한 분쟁이 발생하고 있다. 따라서 해양플랜트 전문인력 양성 및 직무능력강화를 DACUM(Developing A Curriculum) 직무분석기법을 이용하여 표준해양플랜트 영어교육과정 모델을 개발하여 산업현자에 적합한 교육과정을 제시하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권4호
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• pp.397-406
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• 2016

해양 플랜트의 설계 건조 운전 과정에 참여하는 다수의 이해관계자들은 일반적으로 서로 다른 플랜트 3D CAD 시스템을 사용한다. 그리고 플랜트 설계 및 건조 업체는 플랜트 주문주에게 설계 결과물로 계약서에 명시된 형식의 플랜트 3D CAD 모델을 납품해야 한다. 그러나 플랜트 3D CAD 시스템에서 제공되는 데이터 교환 기능의 제약으로 인해서 플랜트 설계 및 건조 업체는 많은 경우 계약서에 명시된 형식에 맞게 해양 플랜트 3D 모델을 수작업으로 다시 모델링을 하여 납품한다. 따라서 수작업으로 리모델링된 3D CAD 모델의 정확도를 검증하기 위해 원본 플랜트 3D CAD 모델과 재모델링된 플랜트 3D CAD 모델간의 비교를 해야 한다. 이를 위해 해양 3D CAD 모델의 유사도를 정략적으로 평가하는 시스템을 개발하였다. 이 논문에서는 시스템의 구조 및 세부 기능을 설명한다. 그리고 비교 시스템을 이용한 실험 결과에 대해서 설명한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.894-896
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• 1999

PID 제어는 50년의 역사를 갖기 때문에 현장의 사용자는 이 제어방식에 익숙해져 있으며, 제어장치의 구성이 간단하며 제어기의 최적동조가 가능하므로 많은 분야에서 사용되고 있다[1]. 그러나 PID 제어기에 의해서 얻은 결과에 대하여 만족하기 위해서는 많은 시행착오를 겪어야 한다. 또한 만족하는 결과를 얻었다고 할지라도 외란, 플랜트의 동특성이 바뀌는 경우 시스템을 추종하지 못하기 때문에 파라미터를 재조정하여야 한다. 유전 알고리즘은 자연세계의 진화 현상에 기초한 계산모델로서 John Holland에 의해서 1975년에 개발된 전역적인 최적화 알고리즘이며[1][2], 비선형 고차원, 불연속, 다중모드, 노이즈 함수 등에 대하여 강건함을 보여주고, 복잡한 탐색 공간에서 최적 값을 스스로 발견하는 학습 능력을 갖는다. 이 방법은 재생산, 교배, 돌연변이를 통하여 최적해를 찾은 방법으로 1989년에 D. E. Goldgerg에 의해서 체계적으로 정리된 후 여러 분야에서 응용되고 있다[3][4]. 그러나 유전 알고리즘은 목적함수만을 이용하여 해집단을 탐색하기 때문에 숙련운전자가 원하는 제어 특성 명세인 상승시간, 정착시간, 초과량(oveshoot) 둥을 구체적으로 명시하여 제어에 반영할 수 없다. 또한, 유전 알고리즘은 입력 값이 크게 바뀔 경우 다른 시스템으로 인식하여 새로운 탐색을 수행하는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 첫째, 기준모델을 도입하여 플랜트의 성능을 기준모델로 표현하여 플랜트가 요구하는 성능지표를 정량적으로 규정하는 것이 가능하였다. 또한, 이것은 미지 플랜트 동특성을 식별하기 위한 신호로 사용되어, 플랜트의 정보를 얻는데 이용되었다. 즉, 기준모델과 플랜트 출력사이의 추종 오차 정보가 적응기구인 PID 유전제어기의 입력으로 사용되며, 구형파 입력의 경우에도 기준모델과 플랜트의 출력차는 크게 변하지 않는다. 따라서, 유전 알고리즘의 목적함수에 기준 모델을 제안 적용하여 안정적이고, 세밀한 제어를 수행하였다. 둘째, PID의 간단하면서 확실한 제어가 가능하다는 점과 전역적인 최적값을 찾을 수 있는 유전 알고리즘을 적용하여 고속제어를 요하는 직류 서보 모터(DC Servo Motor) 운전 시 실시간 파라미터 동조에 적용하였다.

• 에너지공학
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• 제8권1호
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• pp.159-165
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• 1999

복합화력 발전플랜트의 운전에서 특히 하절기의 첨두부하시에 외기온도의 상승으로 인한 가스터빈의 출력 감소를 해결하기 위한 방법으로 LNG 연료가 보유하고 있는 냉열을 이용하여 압축기로 유입되는 공기 온도를 감소시키는 냉각시스템의 개념을 개발하고자 복합화력 발전플랜트에 대한 설계점 및 외기온도 변화에 대한 탈설계점 모델링 연구를 수행하였다. 대상 프랜트는 940 MW 서인천 복합 발전플랜트 모듈의 단위 블록을 선택하였으며 발전플랜트 전용 해석코드인 GateCycle을 이용하여 가스터빈과 증기사이클의 주요 기기 들에 대한 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 결과를 대상플랜트의 시운전결과와 비교하여 모델의 적정성을 검증하였다. 출력, 효율, 온도 및 유량 등 주요 설계인자들이 최대 ~1.3%의 상대오차 범위 안에서 만족할 만한 신뢰도를 갖는 것을 확인하였다. 탈설계점 성능해석은 본 논문과 관련한 연구의 주목적인 LNG 냉열에 의한 유입공기 냉각시스템 설계시의 경계변수인 외기온도 증가에 대한 각 사이클의 특성변화를 대상으로 하였다. 종합적으로 외기온도가 증가하면 압축기로 유입되는 공기의 양과 이에 대응하는 소요 연료량이 동시에 감소하므로 연소에 따른 가스터빈의 팽창비가 감소한다. 이로 인하여 외기온도 증가시에 가스터빈 출력감소율은 0.5%/$^{\circ}C$로서 배기가스를 이용하는 증기사이클의 출력감소율 0.2%/$^{\circ}C$에 비해 민감하므로 가스터빈 유입공기의 냉각시스템의 설계는 복합화력발전 플랜트의 효율 향상에 크게 기여할 것으로 예상된다.

• 플랜트 저널
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• 제13권4호
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• pp.41-47
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• 2017

본 논문은 해양플랜트 입찰단계에서 시스템엔지니어링(Systems Engineering)기법을 이용하여 해양플랜트를 구성하고 있는 장비 배치를 검증(Verification)할 수 있는 검증수행모델에 대한 연구이다. 해양플랜트 상부구조물(Topside) 유지보수 장비들을 엔지니어링하기 위하여는 Topside 장비 Layout검증이 선행되어야 한다. 하지만 입찰단계에서 완성도가 높지않는 FEED(Front End Engineering Design)결과물로 인한 많은 오류가 존재함에도 불구하고 검토시간의 부족 등의 이유로 검증을 수행하지 못하는 경우가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 다학제간 접근방식인 시스템엔지니어링 프로세스를 간략화하여 적용함으로써 제한된 시간내 효과적으로 장비배치를 검증할 수 있는 검증수행모델을 제안하였다. 모델의 구성은 기능전개모델(Functional Deployment Model)을 통하여 구축하였으며 사례연구를 통하여 본 Topside 장비 배치에 대한 검증 수행모델을 검증하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.1-10
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• 2019

해수담수화(SWRO, Sea Water Reverse Osmosis) 플랜트는 장기적이고 지속적인 담수 생산을 위하여 설계단계부터 플랜트의 가용도를 고려하여야 하며, 시간의 흐름에 따라 다양한 형태의 노후 현상이 진행되어 시스템 성능의 저하가 발생하므로 가용도 유지를 위한 고장정비 및 예방정비 계획 수립 등이 필요하다. 해수담수화 플랜트와 같이 복잡한 공학구조로 구성된 플랜트 분야에서는 시스템의 신뢰도 혹은 가용도를 수리적인 방법으로 추정하는데 어려움이 있다. 본 연구는 해수담수화 플랜트에 특화된 소프트웨어 개발을 위하여, RAM 분석 프레임워크와 모델링 방법을 개발하고, 가용도 산출을 위한 이산사건 시뮬레이션 모델을 제안한다. 플랜트 정비의 특성을 고려하여 고장 정비 발생 시, 단일 부품의 수리/교체 뿐만 아니라 분해 정비 수준에 따라 접근 가능한 모든 부품을 동시 정비하는 예방정비 정책을 제안하고, 제안된 방법론에 따라 시뮬레이션 모델 및 프로토타입을 개발하였다. 이를 활용하여 국내외에 건설된 해수담수화 플랜트의 현장 데이터를 기반으로 시스템의 가용도 및 가동률 등을 추정 사례 연구를 수행하였고, 그 결과 실제 플랜트의 가용도와 근접한 결과를 얻었다.

• 전기의세계
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• 제38권3호
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• pp.4-11
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• 1989

전력계통 규모의 확장, 전원입자의 원격화, 원자력발전의 증가, 효율적 에너지 사용의 필요성은 파워플랜트의 운전모드의 급격한 변화를 요구하고 있다. 새로운 운전모드를 검토함에 있어 플랜트 모델은 필수적인 도구이며 발표된 문헌들을 중심으로 모델링 노력을 소개하였다. 특히 우리나라의 경우 원자력발전 비중이 최근에 급속히 증가하여 파워플랜트의 새로운 운전모드 채용이 불가피하여 이 분야연구에 대한 투자 및 인력의 양성은 당면과제라고 하겠다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권2호
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• pp.163-170
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• 2014

국내 해양플랜트 산업은 Drill-ship 이나 FPSO(Floating Production Storage and Off-loading) 제작 분야에 집중되어 있다. 하지만 플랫폼에 장착되는 장비 중에는 국내 제품이 많지 않다. 그것은 국내에서 개발된 장비는 국내 플랫폼이 없어 검증하기가 힘들기 때문이다. 본 연구는 슬랙모델을 도입하여 고정 해상 플랫폼의 유지 보수 및 해체 분야의 OSI 분야에 우리나라가 접근할 수 있는 방법을 모색하였다. 첫 번째로, 고정식 연안 해양플랜트로 먼저 진출하여 우리나라의 기술 슬랙을 확보하는 전략을 제안하고, 해양플랜트 장비에 대한 운영, 수리, 해체 등에 관련된 실무적인 현장 경험을 가진 인력을 슬랙으로 확보하며 해외 시장 진출을 위한 정책적인 슬랙을 제공할 것을 제안하였다. 그 외의 다양한 슬랙을 창출하기 위해서 컨소시엄을 구성할 필요도 있다.