• 전기학회논문지
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• 제67권11호
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• pp.1423-1433
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• 2018

Recently, a permanent magnet synchronous motor of middle and small-capacity has high torque, high precision control and acceleration / deceleration characteristics. But existing control has several problems that include unpredictable disturbances and parameter changes in the high accuracy and rigidity control industry or nonlinear dynamic characteristics not considered in the driving part. In addition, in the drive method for the control of low-vibration and high-precision, the process of connecting the permanent magnet synchronous motor and the load may cause the response characteristic of the system to become very unstable, to cause vibration, and to overload the system. In order to solve these problems, various studies such as adaptive control, optimal control, robust control and artificial neural network have been actively conducted. In this paper, an incremental encoder of the permanent magnet synchronous motor is used to detect the position of the rotor. And the position of the detected rotor is used for low vibration and high precision position control. As the controller, we propose augmented state feedback control with a speed observer and first order deadbeat disturbance observer. The augmented state feedback controller performs control that the position of the rotor reaches the reference position quickly and precisely. The addition of the speed observer to this augmented state feedback controller compensates for the drop in speed response characteristics by using the previously calculated speed value for the control. The first order deadbeat disturbance observer performs control to reduce the vibration of the motor by compensating for the vibrating component or disturbance that the mechanism has. Since the deadbeat disturbance observer has a characteristic of being vulnerable to noise, it is supplemented by moving average filter method to reduce the influence of the noise. Thus, the new controller with the first order deadbeat disturbance observer can perform more robustness and precise the position control for the influence of large inertial load and natural frequency. The simulation stability and efficiency has been obtained through C language and Matlab Simulink. In addition, the experiment of actual 2.5[kW] permanent magnet synchronous motor was verified.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.585-597
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• 2014

본 연구에서는 받음각이 $45^{\circ}$인 경우에 대해 사각이 $0^{\circ}$와 $6^{\circ}$이고 S/d비가 1.3~12사이인 시험조건에 대해 슬림 코니컬커터를 사용하여 선형절삭시험동안 발생하는 커터작용력을 측정하였다. 각 시험조건에서 커터작용력인 연직력, 절삭력, 구동력을 측정하였고 그 측정결과의 평균값을 사용하여 분석을 실시하였다. 커터관입깊이가 깊어질수록 비에너지가 감소하였고 커터관입깊이에 따른 커터작용력의 변화는 사각이 $6^{\circ}$인 경우가 작게 나타났다. 이와 같은 결과로부터 사각이 $6^{\circ}$인 경우가 $0^{\circ}$인 경우에 비해 장비설계측면에서 효과적인 것으로 판단된다. 또한 $F_c/F_n$은 사각이 $6^{\circ}$일 때가 $0^{\circ}$인 경우에 비해 작게 나타났다. 그러나 사각이 있을 경우 구동력의 증가가 나타날 수 있으므로 이에 대한 고려가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.306-311
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• 2017

본 논문은 자동차 현가장치의 기구적 특성에 대한 설계 최적화에 관한 것이다. 현가장치의 기구적 특성은 토우 및 캠버와 같은 바퀴의 자세를 결정하며 이것은 주행 중 타이어의 마모에 관련될 뿐만 아니라 차량의 운동성능인 조종안정성에 큰 영향을 미친다. 따라서 설계 초기단계에서 현가장치 기구의 특성을 결정하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 맥퍼슨 스트러트식 현가장치에 대한 현가장치의 기구적 특성을 파악하기 위하여 변위해석을 수행하였다. 이를 위해 현가장치 기구를 구성하는 조인트에 대한 구속방정식을 세우고 이를 풀 수 있는 프로그램을 작성하였다. 또한 원하고자 하는 현가장치의 기구적 특성을 얻기 위하여 설계 최적화 프로그램인 ADS를 이용하였다. 최적화를 위한 설계변수로서 현가장치의 차체 부착점인 하드 포인트의 좌표로 설정하였으며 목표함수로서 바퀴의 상하운동에 대한 토우-인의 합으로 정의하였다. 구속함수로서 설계 시 제한조건인 최대 캠버각과 최저 롤 중심고를 고려하였다. 본 연구의 결과로서 두 가지 구속함수를 만족하고 토우-인의 변화를 최소로 하는 하드 포인트의 최적위치를 결정할 수 있었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.17-25
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• 2011

본 논문은 전동 보행보조기의 편의성 향상을 위한 최적의 제어 이득을 찾고 제어 알고리즘을 설계하였다. 최근 노인의 인구가 의료 기술의 발달로 급속히 증가되고 있으며, 다양한 이동형 보행보조기구는 삶의 질을 개선하기 위해 개발되고 있다. 이러한 이동형 제품 중 수동형 보행보조기는 노인의 보행의 힘을 도와주는 전동모터를 가지고 있지 않아 노인들이 충분한 근력이 없기 때문에 경사로 및 문의 문턱 등 고르지 않는 지형에서 이동하는데 제안사항이 있다. 이러한 상황을 극복하기 위해 전동타입의 보행보조기를 개발하였다. 전동형 보행보조기는 수동형과 다르게 사용자가 조작을 해야 모터가 구동되는 구조이다. 이러한 구조는 사용자가 조작을 잘못 하였을 경우 상당한 불편함을 사용자에게 준다. 이러한 전동형 보행보조기를 수동형 보행보조기와 비교하여 조작의 편의성을 판단하고 기준을 만들어 사용자의 편의성에 대하여 제어 값을 변경하면서 사용자 편의성을 개선하였다. 본 논문에서는 보행의지를 인식하고 편의성의 성능을 측정할 수 있는 방법인 햅틱 센서를 소개하며 편의를 개선하는 제어 알고리즘을 제안한다. 또한 편의성의 평가는 COV(Center of Vehicle)와 사용자의 COP(Center of Position)과의 차이의 변화를 통해 상대적인 편의성을 평가하였다. 전동 타입 보행보조기와 새로운 측정방법을 도입하여 모든 과정을 실험을 통하여 확인 하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권5호
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• pp.14-28
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• 2018

차량 통신 및 지능형 교통 시스템의 기술 향상으로 인해 자율 차량이 시장에 서서히 도입될 것으로 예상된다. 본 연구는 자율주행차량이 네트워크 효율성에 미치는 영향을 분석한 것이다. 네트워크의 효율성을 측정하기 위해 이 연구에서는 미시적 및 거시적 시뮬레이션을 결합한 순차적 단계를 적용했다. 미시적 시뮬레이션은 도로에서 자율주행차량의 비율에 의한 용량 변화를 고려하는 반면, 거시적 시뮬레이션은 네트워크 전체의 개선을 식별하기 위해 시뮬레이션 결과를 이용한다. 예상대로, 자율주행차량은 인간의 운전보다 기존 도로 용량을 효율적으로 활용한다. 특히, 고속도로에서 최대 용량 개선은 190.5%로 예상된다. 상당한 용량의 변화는 자율주행차량의 비율이 약 80% 이상일 때 관찰된다. 이러한 개선 사항은 자율주행차량의 보급을 통해 전반적인 네트워크 효율성을 향상시킬 수 있는 거시적 모델로 변환된다. 그러나 본 연구는 자율 주행 차량의 시장 첫 출연이 자유로운 흐름 조건을 보장하지 않는 다는 것을 확인하며, 이는 자율주행차량 시대에 맞는 시스템 최적의 경로 체계의 가능한 필요성을 의미한다.

• 대한인간공학회지
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• 제35권5호
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• pp.371-381
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• 2016

Objective:This study aims to evaluate the features of heart rate variability (HRV) and respiratory signals as indices for a driver's drowsiness and waking status in order to develop the classification model for a driver's drowsiness and waking status using those features. Background: Driver's drowsiness is one of the major causal factors for traffic accidents. This study hypothesized that the application of combined bio-signals to monitor the alertness level of drivers would improve the effectiveness of the classification techniques of driver's drowsiness. Method: The features of three heart rate variability (HRV) measurements including low frequency (LF), high frequency (HF), and LF/HF ratio and two respiratory measurements including peak and rate were acquired by the monotonous car driving simulation experiments using the photoplethysmogram (PPG) and respiration sensors. The experiments were repeated a total of 50 times on five healthy male participants in their 20s to 50s. The classification model was developed by selecting the optimal measurements, applying a binary logistic regression method and performing 3-fold cross validation. Results: The power of LF, HF, and LF/HF ratio, and the respiration peak of drowsiness status were reduced by 38%, 22%, 31%, and 7%, compared to those of waking status, while respiration rate was increased by 3%. The classification sensitivity of the model using both HRV and respiratory features (91.4%) was improved, compared to that of the model using only HRV feature (89.8%) and that using only respiratory feature (83.6%). Conclusion: This study suggests that the classification of driver's drowsiness and waking status may be improved by utilizing a combination of HRV and respiratory features. Application: The results of this study can be applied to the development of driver's drowsiness prevention systems.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제12권5호
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• pp.13-21
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• 2013

대형 쇼핑몰과 멀티플랙스 등과 같은 복합용도의 초고층 건물은 일반 건축물에 비해 주차시설의 규모가 크고 주차장 내 외부를 연결하는 유출입구의 수가 증가하는 특징을 나타내며, 이러한 특징은 주차장 내부에서의 차량 운행거리를 증가시켜 내부통행에 대한 혼잡이 발생하고, 주차 공간을 찾기 위해 운전자가 주차장을 배회함으로써 차량의 공회전이 증가할 뿐만 아니라, 주차 후 운전자의 보행동선을 증가시키는 등 운전자에게 주차로 인한 많은 어려움을 겪게 하고 있다. 이에 본 연구에서는 건물의 방문 목적 및 운전자의 이동경로에 따라 운전자에게 최적의 주차장소를 지정해주는 개별 주차정보제공 알고리즘을 개발하였으며, 개발된 알고리즘을 평가하기 위하여 제2롯데월드 신축 부지를 사례 지역으로 선정하고 평가를 수행하였다. 평가 결과 기존 주차정보제공 알고리즘에 비해 개별주차정보제공 알고리즘을 적용할 경우, 주차장 내 이동거리는 7.43~83.4% 정도 감소하는 것으로 분석되었으며, $CO_2$ 배출량의 경우 평균 47.7% 정도 감소하는 것으로 분석되어 개별주차정보제공 알고리즘 적용에 따른 그 효율성이 매우 큰 것으로 분석되어 적용효과를 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.6977-6984
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• 2015

품질 향상을 위해 연속적인 소성 변형을 이용한 롤 포밍 공정에 피어싱, 벤딩, 트리밍 등 별도의 가공공정을 통합한 볼 슬라이드 레일의 멀티 롤 포밍 공정의 필요성이 대두되고 있다. 하지만 프레스기의 진동 및 소음은 이 공정에서 생산되는 슬라이드 레일의 품질 저하를 유발한다. 본 연구에서는 롤 포밍 유한요소 프로그램으로 최적 변형률을 고려하여 롤을 설계하였다. 그리고 멀티 공정의 정적 안정성을 예측하기 위해 구조해석 프로그램으로 프레스기에 대한 응력 및 변형량을 계산하였다. 또한 공진영역에서의 장치들의 운전을 회피하기 위해 Modal 해석을 통해 1, 2차 모드에서의 고유진동수를 계산하였다. 그 결과 공정의 동적 안정성 개선을 확인하기 위해 마이크로폰과 가속도계를 이용하여 기존 및 연구 공정들의 소음, 진동의 크기를 비교하였다. 그리고 기존 및 연구 공정으로 생산되어진 레일의 폭 치수와 표면거칠기를 측정하였다. 따라서 해석 및 실험적 연구를 통해 멀티 롤 포밍 공정이 안정하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.281-294
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• 2015

해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.131-140
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• 2012

노면표시에 도포된 굴절률 1.5 유리알은 야간 우천 시 효과적인 재귀반사를 수행하지 못하여 교통안전에 심각한 문제를 초래하고 있다. 이를 극복하기 위해 습윤상태에서 효과적 재귀반사를 수행하는 굴절률 2.4인 우천형 bead와 건조 시 최적의 재귀반사를 수행해 내는 굴절률 1.9 bead를 혼합한다. 그러나 고성능의 굴절률 1.9와 2.4 bead는 기존 1.5 유리알에 비해 상당한 고가이므로 전량 사용하기에는 상당한 비용이 소요된다. 따라서 현장 설치 시에는 서로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 최적 성능과 소요 비용을 고려한 적정 배합비율을 찾아내는 것이 중요하다. 본 연구에서는 다양한 비율로 혼합된 bead를 국내 고속도로의 길가장자리선에 설치하였을 때 발생되는 각각의 비용 및 편익에 따른 경제성 분석을 수행하였다. 분석 수행결과, 다양한 강수량 변화에도 높은 시인성을 유지하는 대안은 굴절률 2.4가 100% 구성된 차선으로 나타났으며, 경제성이 가장 높게 확보되는 대안은 굴절률 1.5가 80%, 2.4가 20%로 구성된 차선으로 B/C는 약 1.92 수준으로 도출되어 국내 고속도로 길가장자리선의 적용 시 가장 효과적인 대안인 것으로 확인되었다. 아울러 연구의 한계와 몇몇 장래 연구과제가 토의되었다.