• 전력전자학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.488-493
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• 2014

This paper presents a carrier-based pulse-width modulation(PWM) method for reducing the common-mode voltage of a three-level four-leg converter. The idea of the proposed PWM method is intuitive and easy to be implemented in digital signal processor-based converter control systems. On the basis of the analysis of space-vector PWM(SVPWM) and sinusoidal PWM(SPWM) switching patterns, the fourth leg pole voltage of the three-phase converter called "f leg pole voltage" is manipulated to reduce the common-mode voltage. To synthesize f leg pole voltage for the suppression of the common-mode voltage, positive and negative pole voltage references of f leg are calculated. An offset voltage is also deduced to prevent the distortion of a, b, and c phase voltages. The feasibility of the proposed PWM method is verified by simulation and experimental results. The common-mode voltage of the proposed PWM method in peak-to-peak value is 33% in comparison with that of the conventional SVPWM method. The transition number of the common-mode voltage is also reduced to 25%.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.959-962
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• 2005

서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 높은 위치 정밀도와 정확한 속도제어가 가능해 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 본 논문에서는 선형추진 BLDC모터로부터 얻어지는 파라메터를 추정하여 정현여자에 의해 구동되는 방식을 제안했다. 파라미터 추정은 제어기의 게인 튜닝과 외란 관측기를 통해 이루어졌다. 이러한 것을 가능하게 하기 위해 DSP(TMS320F240)를 사용하여 시스템을 구성 하였으며 FOC(Field Oriented Control)방식을 적용하였다. 본 시스템에 사용 된 TMS320F240은 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어에 유용하게 사용될 수 있는 프로세서이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.934-937
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• 2010

본 논문에서는 물리적 스위치 방식의 인터페이스를 사용하기 불편한 장애우나 전자기기 사용에 익숙하지 못한 사람들을 위한 차세대 인터페이스를 구현하기 위해 음성인식과 3축 가속도센서를 헤드셋과 연동하여 새로운 마우스 포인팅 시스템을 구현하였다. 인식률이 상대적으로 높은 화자종속방식을 지원하고 그 음성신호를 인식해서 BCD 코드로 출력을 내는 음성인식 모듈을 헤드셋의 마이크의 출력부와 연결하여 사용하였으며, TMS320F2812 프로세서를 사용한 컨트롤러를 구축하여 3축 가속도 센서와 연동한 후 헤드셋의 머리윗부분에 장착하여 비주얼 베이직을 통해 헤드셋으로 마우스 포인팅 및 클릭이 가능한 시스템을 구현하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.1776-1782
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• 2010

간섭형 Fiber optic gyroscope(FOG)는 Sagnac 효과를 이용한 회전센서로 알려져 있으며, 성능 개선을 위한 연구가 수행되어 왔다. 본 논문은 개루프 방식의 FOG 개발과 FPGA를 이용한 디지털 신호처리 기술을 다루고 있다. 첫 번째 목표는 양호한 bias stability(0.22deg/h), Scale factor stability, 단일모드 광섬유를 이용한 낮은 Angle randomwalk(0.07deg/$\sqrt[]{h}$)와 저가의 중급 자이로(Pointing grade)의 설계를 목표로 하고 있다. 두 번째 목표는 광검출기의 출력신호를 고속 ADC로 직접 변환 후 디지털 신호처리를 하는 FOG용 FPGA 개발이다. 본 연구에서 사용한 Cascaded integrator-comb(CIC)타입의 데시메이션 필터는 Adder와 Shift register만으로 구성되어 적은 계산량을 요구하므로 모든 디지털 FOG 프로세서를 저가의 프로세서로도 사용이 가능하다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.26-34
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• 1999

비선형 반도체 전력변화장치의 사용이 급증함에 따라 전원 측에 발생되는 고조파 및 무효전력을 보상하기 위한 능동전력필터에 관한 연구가 많이 이루어져 왔으며 실용화를 위한 노력이 계속 되고 있다. 그러나 수동필터 대비 능동전력필터의 가격이 아직까지는 고가이기 때문에 이의 상용화가 더디게 진전되고 있는 추세이며, 특히 소·중용량의 능동전력필터의 제어를 위하여 디지털 신호 처리용 프로세서인 DSP(digital signal processor)를 사용하는 경우 아직까지 그 가격이 고가이기 때문에 능동필터의 제어가격을 상승시키는 요인으로 작용한다. 한편 능동전력필터의 가격을 낮추기 위해 아날로그 제어기만을 도입하는 경우 제어회로가 너무 복잡해 지고 제어의 유연성이 떨어지는 단점을 수반하게 된다. 본 논문에서는 3상 5[kVA]급 농동전력필터의 저가형 제어기를 구현하기 위해 저가의 원칩 마이크로프로세서인 80C196KC를 사용하영 디지털 제어부를 구성하며 이를 통해 보상전류 성분의 계산 및 직류단 일정 전압제어를 수행하고, 능동필터 시스템의 전류제어를 위하여 아날로글 형태의 제어기인 히스테리시스 제어기를 함께 사용한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 보상 시스템의 특성을 해석하였으며 실험에 의해 능동전력필터의 저가화를 위해 설계된 제어기가 고조파 및 무효전력 보상을 충실히 수행함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.659-666
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• 2006

서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 정밀한 모션제어 즉, 정확한 속도조절과 위치 잡기를 수행함으로써 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 특히, 선형추진 BLDC모터는 볼스크류, 타이밍 벨트, 랙/피니온과 같은 마찰 유도 전달 메카니즘들과 연결을 갖는 회전식 서보모터들에 비해 다양한 장점들을 갖는다. 본 논문은 정현파 구동형 선형 추진 BLDC모터의 동특성과 출력들로부터 얻어지는 정보를 이용하여 미지의 전동기 계통 파라미터들을 추정하는 방식을 제안한다. 추정된 파라미터들은 제어기와 외란 관측기의 이득을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 고성능의 디지털신호처리프로세서로 계자기준제어(FOC)기법을 구현하기 위해 설계된 TMS320F240을 선형 BLDC 서보 전동기의 제어기로서 사용한다. 이 서보전동기 응용 전용의 DSP는 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어기에 중요한 역할을 담당하게 된다. 이 선형 BLDC 서보 전동기 시스템은 또한 IPM 구동기와 홀센서 타입의 전류센서모듈 그리고 게이트 구동 신호와 고장 신호들의 전기적 절연을 위한 광결합 모듈을 포함한다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.51-58
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• 2013

고령화 시대로 변화해 가면서 재활 복지 산업, 스포츠 산업 시장이 빠르게 성장하고 있다. 특히, 근전도, 뇌전도, 안전도등 생체신호를 이용하여 휠체어 등 복지기기, 의수 및 의족을 제어할 수 있는 재활기기 및 일상의 전자기기 등을 제어할 수 생체 인터페이스 분야는 새로운 미래 신기술영역이며, 또한 사회적 약자인 장애인, 노약자, 재활환자에게 많은 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 일반인에게도 다양한 응용분야에서 활용될 것이다. 상용화된 생체신호계측 장비 및 인터페이스의 경우 부피가 크고 복잡하며, 고가 제품으로 실생활에 이용하기에는 많은 제약을 갖고 있다. 본 논문에서는 휴대가 가능한 형태의 소형 근전도 신호계측 장치를 구현하였으며, 무선 전송이 가능한 형태의 인터페이스 시스템을 통하여 근전도 신호를 통한 하드웨어 장치 제어가 가능한 제어모듈 개발에 관한 연구를 수행하였다. 손목의 움직임을 통해 발생된 근전도 신호를 입력받아 불필요한 잡음을 제거하고, 신호를 증폭하는 휴대형 하드웨어 모듈을 설계 하였다. 획득된 근전도 신호를 디지털 신호로 변환과 함께 디지털 필터링을 위해 TI사의 TMS320F2808 DSP칩을 사용하여 구현하였다. 또한 획득된 근전도 신호로부터 주성분 분석 기법을 이용하여 상, 하, 좌, 우의 4 동작신호로 분류하였으며 분류된 데이터는 PC 터미널로 무선 전송하여 표시하도록 하였다. 최종적으로 4가지 동작에 대해 85%의 인식률을 얻었으며, 지금보다 높은 인식률을 얻게 된다면 근전도를 이용한 손목동작을 통하여 다양한 하드웨어 시스템을 제어하는 제어신호로 활용이 가능하리라 본다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제12A권4호
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• pp.305-312
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• 2005

본 논문은 알고리즘 레벨에서 FPGA를 이용하여 에너지 효율이 높은 기법을 제안한다. 제안한 기법을 기반으로 FPGA와 행렬곱셈용 신호처리응용을 위한 고효율 설계 기술을 제안한다. 또한 이러한 신호처리응용 수행시 지연시간과 에너지 효율 측면에서의 FPGA 성능을 분석한다. Xilinx Virtex-II를 대상으로 Virtex-II Pro와 Texas Instrument TMS320C6415에 내장되는 Power PC 코어에서 구동되는 Xilinx library와 기존 알고리즘을 본 논문 기법과의 성능 비교를 수행한다. 성능 비교는 high-level에서 에너지와 지연 시간에 대한 유도 공식을 통한 추정치와 low-level 시뮬레이션을 통해 평가하였다. FFT에 대해 본 논문에서 제안한 기법은 Xilinx library와 DSP에 비해 각각 $60\%,\;56\%$ 적은 에너지를 소모한다는 결과를 얻었다. 또한 임베디드 프로세서와 비교해 EAT지수에서 10배의 개선을 보여준다. 위와 같은 결과는 FPGA가 DSP나 임베디드 프로세서에 비해 월등한 성능을 보여준다는 견해에 결정적인 단서가 된다 또한, 이는 FPGA가 앞의 두 종류의 디바이스에 비해 더 적은 전력을 소모하면서 동시에 더 나은 성능을 보인다는 사실을 보여준다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제23권E2호
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• pp.66-73
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• 2007

The introduction of tracer gas techniques to ventilation studies in indoor environments provides valuable information that used to be unattainable from conventional testing environments. Data acquisition systems (DASs) containing analogue-to-digital (A/D) converters are usually used to function the key role that records signals to storage in digital format. In the testing process, there exist a number of components in the measuring equipment which may produce system-based inference to the monitored results. These unwanted fluctuations may cause significant error in data analysis, especially when non-linear algorithms are involved. In this study, a pre-processor is developed and applied to separate the unwanted fluctuations (noise or interference) in raw measurements and to reduce the uncertainty in the measurement. Moving average, notch filter, FIR (Finite Impulse Response) filters, and IIR (Infinite Impulse Response) filters are designed and applied to collect the desired information from the raw measurements. Tracer gas concentrations are monitored during leakage and ventilation tests in the model test room. The signal analysis functions are introduced to carry out the digital signal processing (DSP) work. Overall the FIR filters process the $CO_2$ measurement properly for ventilation rate and mean age of air calculations. It is found that, the Kaiser filter was the most applicable digital filter for pre-processing the tracer gas measurements. Although the IIR filters help to reduce the random noise in the data, they cause considerable changes to the filtered data, which is not desirable.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제7권4호
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• pp.513-523
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• 2012

For precisely regulating the speed of a permanent magnet synchronous motor system with unknown load torque disturbance and disturbance inputs, an LMI-based sliding mode control scheme is proposed in this paper. After a brief review of the PMSM mathematical model, the sliding mode control law is designed in terms of linear matrix inequalities (LMIs). By adding an extended observer which estimates the unknown load torque, the proposed speed tracking controller can guarantee a good control performance. The stability of the proposed control system is proven through the reachability condition and an approximate method to implement the chattering reduction is also presented. The proposed control algorithm is implemented by using a digital signal processor (DSP) TMS320F28335. The simulation and experimental results verify that the proposed methodology achieves a more robust performance and a faster dynamic response than the conventional linear PI control method in the presence of PMSM parameter uncertainties and unknown external noises.