• 대한전기학회논문지
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• 제36권12호
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• pp.874-887
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• 1987

The efficiency of a synchronous motor can be substantially improved by controlling armature voltage, field excitation, and load angle on optimum values which yield minimum input power at any specified torque and speed. This improvement is particularly noticeable in the case of light loads. In addition, the control of armature input voltage improves the power factor at which the motor operates. Employed in the analysis is a new equivalent circuit model of the motor which incorporates the frequency dependent nature of the motor parameters and the effects of iron loss. The stability of synchronous motor operation is studied by applying the Nyquist stability criterion to the linearized equations which describe the behavior of the motor as the motor loads perturb about a steady-state operating point. This investigation reveals that, in some cases, the stable region of the motor is delineated from the results of a computer simulation. With a view to reducing harmonic loss and improving torque pulsation from harmonic components, a very poweful pulse amplitude modulation (PAM) method using an 16-bit microcomputer has been developed. This method has the advantages of simplicity of control algorithms and requires small memory space for storing thyristor trigger angles for a three-phase PAM inverter. The method can be used for smooth control of both modulation depth and frequency over a wide range.

• Advances in Energy Research
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• 제5권3호
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• pp.255-275
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• 2017

The advantages of using natural circulation (NC) as a cooling system, has prompted the worldwide development to investigate this phenomenon more than before. The interesting application of the NC in low power experimental facilities and research reactors, highlights the obligation of study in these laminar flows. The inherent oscillations of NC between hot source and cold sink in low Grashof numbers necessitates stability analysis of cooling flow with experimental or numerical schemes. For this type of analysis, numerical methods could be implemented to desired mass, momentum and energy equations as an efficient instrument for predicting the behavior of the flow field. In this work, using the explicit, implicit and Crank-Nicolson methods, the fluid flow parameters in a natural circulation experimental test loop are obtained and the sensitivity of solving approaches are discussed. In this way, at first, the steady state and transient results from explicit are obtained and compared with experimental data. The implicit and crank-Nicolson scheme is investigated in next steps and in subsequent this research is focused on the numerical aspects of instability prediction for these schemes. In the following, the assessment of the flow behavior with coarse and fine mesh sizes and time-steps has been reported and the numerical schemes convergence are compared. For more detail research, the natural circulation of fluid was modeled by ANSYS-CFX software and results for the experimental loop are shown. Finally, the stability map for rectangular closed loop was obtained with employing the Nyquist criterion.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.126-130
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• 2007

연속 반복되는 시스템에서 제어하는 제어기 repetitive controller를 설계하는 방법과 시스템 안정성을 소개하고자 한다. 제어기는 반복함수로서 수렴을 조장하는 비용함수를 주파수영역에서 최소화함으로써 유도할 수 있다. 모의실험은 제안된 단수모형설계 기법을 이용한 RC를 어떻게 유도하는 것을 보여 주고 있다.

• 전기학회논문지
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• 제63권4호
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• pp.509-518
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• 2014

Though various techniques have been studied as a way of adjusting parameters of PID controllers, no perfect method of determining parameters is available to date. Especially the deign of PID controller for unstable processes with dead time(UPWDT) is even more difficult due to various reasons. Generally the existing design procedures for UPWDT involve deriving formulas to meet gain and phase margin specifications, or using inner loop to stabilize UPWDT before applying PID controller. In this paper, the dual-input describing function(DIDF) method is proposed, by which the performance and robustness of the closed-loop system can be improved. The method is based on moving the critical point (-1+j0) of Nyquist stability to a new position arbitrarily selected on the complex plane. This can be done by determining appropriate coefficients of the DIDF. As a result, we can easily determine parameters of PID-type controller by using existing conventional tuning methods for stable or unstable systems. Simulation results are included to show the effectiveness of the proposed method.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권1호
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• pp.297-309
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• 2016

Grid-connected inverters (GCIs) with an LCL output filter have the ability of attenuating high-frequency (HF) switching ripples. However, by using only grid-current control, the system is prone to resonances if it is not properly damped, and the current distortion is amplified significantly under highly distorted grid conditions. This paper proposes a synchronous reference frame equivalent proportional-integral (SRF-EPI) controller in the αβ stationary frame using the parallel virtual resistance-based active damping (PVR-AD) strategy for grid-interfaced distributed generation (DG) systems to suppress LCL resonance. Although both a proportional-resonant (PR) controller in the αβ stationary frame and a PI controller in the dq synchronous frame achieve zero steady-state error, the amplitude- and phase-frequency characteristics differ greatly from each other except for the reference tracking at the fundamental frequency. Therefore, an accurate SRF-EPI controller in the αβ stationary frame is established to achieve precise tracking accuracy. Moreover, the robustness, the harmonic rejection capability, and the influence of the control delay are investigated by the Nyquist stability criterion when the PVR-based AD method is adopted. Furthermore, grid voltage feed-forward and multiple PR controllers are integrated into the current loop to mitigate the current distortion introduced by the grid background distortion. In addition, the parameters design guidelines are presented to show the effectiveness of the proposed strategy. Finally, simulation and experimental results are provided to validate the feasibility of the proposed control approach.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권2호
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• pp.511-521
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• 2018

Proportional capacitor current feedback active damping (CCFAD) has a limited valid damping region in the discrete time domain as (0, $f_s/6$. However, the resonance frequency ($f_r$) of an LCL-type filter is usually designed to be less than half the sampling frequency ($f_s$) with the symmetry regular sampling method. Therefore, ($f_s/6$, $f_s/2$) becomes an invalid damping region. This paper proposes an improved CCFAD method to extend the valid damping region from (0, $f_s/6$ to (0, $f_s/2$), which covers all of the possible resonance frequencies in the design procedure. The full-valid damping region is obtained and the stability margin of the system is analyzed in the discrete time domain with the Nyquist criterion. Results show that the system can operate stably with the proposed CCFAD method when the resonance frequency is in the region (0, $f_s/2$). The performances at the steady and dynamic state are enhanced by the selected feedback coefficient H and controller gain $K_p$. Finally, the feasibility and effectiveness of the proposed CCFAD method are verified by simulation and experimental results.

• 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.

• 지구물리와물리탐사
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• 제19권3호
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• pp.136-144
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• 2016

탄성파 자료의 역산은 파동방정식에 기초하고 있으므로 파동방정식의 해를 정확하게 구하는 것이 가장 중요하다. 특히, 전파형역산은 파동장 전체를 이용하기 때문에 정문제에 해당하는 모델링이 정확하게 이루어져야 신뢰할 수 있는 결과를 얻게 된다. 파동방정식의 수치해를 구하는 대표적인 기법인 유한차분법과 유한요소법은 해의 수렴성을 보장할 수 있어야 하는데, 해의 수렴성은 이론적으로 일반화된 증명이 되어 있으나 실제 문제에 적용할 경우 일관성과 안정성을 분석해야 한다. 모델링 결과의 일관성은 송신원 함수의 구현이 매우 중요한 부분인데, 유한차분법은 디랙 델타 함수(Dirac delta function)를 나타낼 때 격자 간격으로 표준화된 싱크 함수(sinc function)를 사용해야 하는 반면 유한요소법은 격자 간격에 관계없이 기저함수 값을 사용하면 된다. 주파수 영역 파동방정식을 사용할 경우 송신 파형 함수의 스펙트럼을 정확하게 표현하기 위해 샘플링 이론으로 정의되는 시간 간격보다 더 조밀한 샘플링 간격을 사용하고 나이퀴스트(Nyquist) 주파수보다 더 높은 주파수를 최대 주파수로 사용해야 한다. 또한, 복소 각주파수를 사용하는 경우 감쇠 파동방정식을 만족하기 위해서는 송신 파형 함수를 먼저 감쇠한 후 사용해야 한다. 이러한 요건들이 모두 만족되었을 때 신뢰할 수 있는 역산 알고리즘 개발이 가능하다.