• 제목/요약/키워드: Hardware-in-the-loop Simulation

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A Hysteresis Current Controller for PV-Wind Hybrid Source Fed STATCOM System Using Cascaded Multilevel Inverters

  • Palanisamy, R.;Vijayakumar, K.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권1호
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    • pp.270-279
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    • 2018
  • This paper elucidates a hysteresis current controller for enhancing the performance of static synchronous compensator (STATCOM) using cascaded H-bridge multilevel inverter. Due to the rising power demand and growing conventional generation costs a new alternative in renewable energy source is gaining popularity and recognition. A five level single phase cascaded multilevel inverter with two separated dc sources, which is energized by photovoltaic - wind hybrid energy source. The voltages across the each dc source is balanced and standardized by the proposed hysteresis current controller. The performance of STATCOM is analyzed by connecting with grid connected system, under the steady state & dynamic state. To reduce the Total Harmonic Distortion (THD) and to improve the output voltage, closed loop hysteresis current control is achieved using PLL and PI controller. The performance of the proposed system is scrutinized through various simulation results using matlab/simulink and hardware results are also verified with simulation results.

수중운동체 입수 초기의 불안정 거동에 대한 제어기 설계 및 성능평가 (Design and Performance Evaluation of Controller for Unstable Motion of Underwater Vehicle after Water Entry)

  • 박영일;류동기;김삼수;이만형
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.166-175
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    • 1999
  • This paper describes a design and performance evaluation of robust controller which overrides unstable motion and pulls out quickly after water entry of underwater vehicle dropped from aircraft or surface ship. We use 6-DOF equation for model of motions and assume parameter uncertainty to reflect the difference of real motion from modelled motion equation. we represent a nonlinear system with uncertainty as Takagi and Sugeno's(T-S) fuzzy models and design controller stabilizing them. The fuzzy controller utilizes the concept of so-called parallel distributed compensation (PDC). Finally, we confirm stability and performance of the controller through computer simulation and hardware in the loop simulation (HILS).

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EGML 기반 이동객체 검출 프로세서의 저면적 하드웨어 구현 (A Small-area Hardware Implementation of EGML-based Moving Object Detection Processor)

  • 성미지;신경욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.2213-2220
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    • 2017
  • EGML (Effective Gaussian Mixture Learning) 기반의 배경차분 기법을 이용한 이동객체 검출 (Moving Object Detection; MOD) 프로세서의 효율적인 하드웨어 구현 방식을 제안한다. 하드웨어 복잡도를 감소시키기 위해 배경 생성에 사용되는 일부 연산을 근사화하여 구현하였으며, 배경차분과 가우시안 계산의 나눗셈 연산에 사용되는 하드웨어 자원이 공유되도록 설계하였다. 설계한 MOD 프로세서는 MATLAB/Simulink를 이용한 HDL-netlist 시뮬레이션과 FPGA-in-the-loop 방식을 통해 기능을 검증하였다. IEEE CDW-2014 데이터 세트의 6가지 영상을 입력으로 사용하여 MOD 성능을 평가한 결과, 평균 재현율(recall)은 0.7700, 평균 정밀도(precision)는 0.7170, F-measure가 0.7293으로 평가되었다. Xilinx ISE를 이용하여 FPGA 합성한 결과, Virtex5 XC5VSX95T 디바이스에서 총 882 슬라이스와 $146{\times}36kbit$의 블록 램으로 구현되었으며, 동일한 알고리듬을 적용한 기존의 구현 사례에 비해 약 60%의 하드웨어를 감소시켰다. MOD 프로세서는 최대 75 MHz의 클록 주파수로 동작하여 $800{\times}600$ 해상도의 영상에 대해 39 fps의 성능으로 실시간 처리가 가능한 것으로 평가되었다.

시뮬레이션 기법을 적용한 선박 조종 신뢰성 향상 연구 (A Study for Reliability Improvement of Ship Maneuvering Applying Simulation)

  • 최항섭;박동호;박진호;진민정
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1819-1820
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    • 2007
  • 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)의 선박 조종성능에 관한 기준이 발효되고, 최근 환경에 대한 관심이 지속적으로 증가하는 것과 더불어 항해 안전성, 특히 해난사고에 기인한 해양오염 방지에 관한 관심이 증가함에 따라 초기 설계단계에서부터 선박의 조종성능을 정확히 추정하는 것이 매우 중요하게 되었다. 본 논문에서는 선박 조종성능을 추정할 수 있도록 선박 고유 조종 운동 특성을 선박운항에 관련한 항해센서와 함께 선박 운항에 동일한 운전 조건으로 구성하고 HILS(Hardware In the Loop Simulation)을 적용하여 선박조종 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 방법을 제시한다.

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Multiprocessor를 이용한 연속 동특성계의 실시간 시뮬레이션에 관한 연구 (A study on the real time simulation of continuous dynamic system using a multiprocessor)

  • 곽병철;양해원
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1986년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국과학기술대학, 충남; 17-18 Oct. 1986
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    • pp.619-622
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    • 1986
  • 컴퓨터 기술의 발달에 따라 디지탈 전산기는 연산처리 능력이 더욱 빨라지고, 더욱 큰 기억용량을 갖게 되었다. 따라서 산업공정, 화학프랜트, 원자력발전 및 항공분야 등의 복잡한 연속 동특성계에 대한 실시간 시뮬레이션이 가능하게 되었다. 특히 복잡한 연속 동특성계의 시뮬레이션 목적으로 Multiprocessor 형태의 전산기가 개발되었다. 이 Multiprocessor형태의 전산기는 D/A 변환기와 A/D 변환기를 갖추므로써 실시간 실물 모의시험(A real time hardware-in-the-loop simulation) 시의 컴퓨터와 외부장비와의 데이타 전달이 용이하여 졌다. 본 연구에서는 비행체의 비행자세를 제어하기 위한 조종장치의 설계해석 및 성능시험을 위하여 Multiprocessor를 이용하여 실시간 실물 모의실험이 가능함을 보였다. 본 시뮬레이션에 사용된 전산기는 AD10 전산기이다.

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실시간 방재형 무인비행체의 HIL시뮬레이션을 위한 환경 개발 (Development of Environment for HIL Simulation of Real-time Disaster-Prevention UAV(Unmanned Aerial Vehicle))

  • 정덕원;민덕기
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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    • pp.796-799
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    • 2009
  • 재해 및 재난 발생에 따른 피해를 최소화하고자 무인헬기 기술과 IT기술의 실시간 방재 시스템을 융합하여 광범위한 환경을 대상으로 실시간 다각적 정보수집 기능을 제공하는 연구가 진행 중이다. 소형무인헬기에 개량된 자동항법기능과 무선 네트워크 기반의 실시간 멀티미디어 중계기능을 탑재하고 쉽게 사용 할 수 있는 지상관제시스템을 개발하여 대형재난 현장에 사용하면 다각적 동영상과 재해 현장 정보를 실시간으로 제공함으로써 초기 대응을 할 수 있어 재난의 확산을 최대한 방지 할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 시스템을 보다 효과적으로 개발하기 위한 HILS(Hardware in the Loop Simulation) 기반 무인헬기 시뮬레이션 환경을 개발하고자 한다.

HIL 기반 LNGC PMS 시뮬레이터의 성능 검증 (HIL based LNGC PMS Simulator's Performance Verification)

  • 이광국;박재문
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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    • pp.219-220
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    • 2016
  • 전력 관리 시스템인 PMS는 선박 통합 제어 시스템에서 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 액화 천연가스선의 PMS를 검증하기 위해서 실시간 HIL 시뮬레이션을 구현한다. 시뮬레이터는 터빈 발전기 디젤발전기, 차단기, 주요 3상 부하로 구성되고, 이들 모델은 MATLAB/Simulink로 구현한다. 더불어 FPGA 기반 제어 콘솔과 메인 스위치보드를 구축하여 선박에 탑재 되어 있는 LNGC PMS 제어 환경을 모사 한다. PMS 기능 검증을 위해 LNGC 내 주요 전력소모원 대비 두 가지 전력 분배 모드를 테스트 케이스로 수행한다. 그 결과 본 연구에서 제안한 시스템은 PMS 시뮬레이터로써 시운전 테스트뿐만 아니라 오류 주입 검증용으로 사용될 것이다.

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원자력발전소 사이버보안 훈련을 위한 HIL(Hardware In the Loop) System 개발 (Development of Hardware In the Loop System for Cyber Security Training in Nuclear Power Plants)

  • 송재구;이정운;이철권;이찬영;신진수;황인구;최종균
    • 정보보호학회논문지
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    • 제29권4호
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    • pp.867-875
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    • 2019
  • 원자력을 포함한 산업제어시스템에 대한 사이버보안 사건이 증가함에 따라 기술적 보안 조치와 더불어 사이버보안교육 훈련 및 사이버 비상사건 대응 훈련이 요구되고 있다. 대상 설비를 운영 관리하는 담당자들에게 효과적인 사이버보안 인식 및 교육 훈련을 위해서는 센서 수준에서부터 발전소 운영 상태까지 사이버공격으로 인한 영향 분석이 가능한 훈련용 시스템이 요구된다. 이에 본 논문에서는 원자력 운영 상태를 모사하는 발전소 시뮬레이션과 특정 계통의 시뮬레이션 및 물리장치를 포함하는 원자력발전소 사이버보안 훈련용 HIL 시스템을 개발하였다. 이를 통해 계통담당자 및 사이버보안조직을 대상으로 하는 기술적 훈련, 사이버보안 조직 및 비상사건대응 조직을 대상으로 하는 특화된 사이버보안 훈련을 지원하고자 한다.

통신탑재체와 소프트웨어 위성버스체를 통합한 HITL 시뮬레이터의 설계 및 구현 (DESIGN AND IMPLEMENTATION OF HITL SIMULATOR COUPLEING COMMUNICATIONS PAYLOAD AND SOFTWARE SPACECRAFT BUS)

  • 김인준;최완식
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제20권4호
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    • pp.339-350
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    • 2003
  • 국가우주개발 중장기 계획의 일환으로 "통신방송위성(CBS: Communications and Broadcasting Satellite) 탑재체 개발 사업"이 한국전자통신연구원을 중심으로 국내산업체와 공동으로 추진되었다. 통신탑재체는 Ku대역 및 Ka대역 통신중계기와 안테나로 구성되며, 2000년 5월부터 2003년 4월까지 3년 동안 기술검증모델 탑재체가 개발되었다. 본 사업에서 통신방송위성을 위한 위성버스체는 개발되지 않으므로 위성을 이루는 통신탑재체와 버스체의 구성이 완벽하지 않았다. 이러한 문제를 해결하기 위해 위성버스체를 대신할 소프트웨어 위성시뮬레이터의 개발이 요구되었다. 개발에 적용된 위성버스체는 무궁화위성 버스체를 그 대상 모델로 가정하였다. 독립적으로 존재하는 하드웨어 통신탑재체와 소프트웨어 위성시뮬레이터의 연동은 통신탑재체의 기능 시험 및 검증을 목적으로 개발된 전기적 지상시험장치(EGSE: Electrical Ground Support Equipment)의 전력, 원격명령 및 원격측정 시스템(PCTS: Power, Command and Telemetry System)을 통해 이루어지도록 설계되었다. 이러한 시스템 개발을 통해 하드웨어 통신탑재체와 실시간으로 연동되는 Hardware-in-the-loop(HITL) 통신방송위성 시뮬레이터(CBSSIM: CBS Simulator)를 구현하였다. CBSSIM의 위성버스체 모델은 모멘텀 바이어스 삼축 안정화 방식의 정지궤도 위성이고, CBSSIM은 PCTS와 TCP/IP로 연결되고, 통신탑재체는 DC하니스 및 MIL-STD-1553B로 PCTS와 연결된다. CBSSIM은 실시간 처리부을 통해 통신탑재체와 위성버스체 모델로 원격명령을 전송하며, 통신중계기로부터 실제 원격측정 자료와 위성버스체 모델로부터 생성된 원격측정 자료를 수집한다. CBSSIM은 다양한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI: Graphic User Interface)를 통해 위성의 상태를 감시할 수 있으며, 통신위성의 발사 전후 및 궤도 운용시의 상태를 모사할 수 있다. 본 논문에서는 객체지향 기법에 의해 위성버스체를 모사한 CBSSIM과 통신탑재체 및 통신탑재체와 CBSSIM을 연동시키는 PCTS를 포함한 HITL시뮬레이터의 설계 및 구현 내용에 관해 기술한다.에 관해 기술한다.

무선 통신 네트워크를 이용한 차량 내 네트워크의 신뢰성 개선 및 ESC 시스템에의 응용 (Reliability Improvement of In-Vehicle Networks by Using Wireless Communication Network and Application to ESC Systems)

  • 이정덕;이경중;안현식
    • 전기학회논문지
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    • 제64권10호
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    • pp.1448-1453
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    • 2015
  • In this paper, we propose an alternative method of communication to improve the reliability of in-vehicle networks by jointly using wireless communication networks. Wired Communication networks have been used in vehicles for the monitoring and the control of vehicle motion, however, the disconnection of wires or hardware fault of networks may cause a critical problem in vehicles. If the network manager detects a disconnection or faults in wired in-vehicle network like the Controller Area Network(CAN), it can redirect the communication path from the wired to the wireless communication like the Zigbee network. To show the validity and the effectiveness of the proposed in-vehicle network architecture, we implement the Electronic Stability Control(ESC) system as ECU-In-the-Loop Simulation(EILS) and verify that the control performance can be kept well even if some hardware faults like disconnection of wires occur.