에어컨 시스템은 압축기(Compressor), 응축기(Condenser), 증발기(Evaporator)와 확장밸브(Expansion Valve)로 구성되며, 에어컨 시스템에서 과열도와 저압(증발기의 압력)은 시스템의 효율 증대 및 성능 개선과 안정성에 대하여 결정적인 영향을 미친다. 따라서, 과열도와 저압을 조절하기 위해, 각각의 압축기내의 인버터 주파수와 확장밸브의 개도 제어가 중요하며 선형과 비선형 시스템 모두에 대하여 견실한 성능을 나타내고, 외란에 대하여 강인한 성능을 보이는 퍼지 제어기를 설계한다. 본 논문에서는 과열도와 저압을 제어하기 위하여, 3대의 확장밸브와 1대의 압축기를 가진 에어컨 시스템에 대하여 다중 퍼지 제어기를 설계한다. 또한, 각 제어 플랜트에 대하여 최적의 퍼지 제어기를 설계하기 위하여 3가지 최적화 알고리즘을 사용한다. 즉, 직렬 유전자 알고리즘(Serial Genetic Algorithm; SGA)과 병렬 유전자 알고리즘인 계층적 공정 경쟁 유전자 알고리즘(Hierarchical Fair Competition Genetic Algorithm; HFCGA), 그리고 Particle Swarm Optimization(PSO)을 사용하여 다중 퍼지 제어기를 최적화하고 시뮬레이션의 결과를 비교한다.
A system operating algorithm was developed for the effective operation of a multi-type air-conditioning system. The system operating algorithm includes control algorithms for a safety mode, an initial operating mode, a stabilization mode, a fault diagnosis mode, an efficiency mode, and a tracking mode. Various tests were performed to show the effectiveness of these algorithms. Tests showed good results for the operation of a multi-type air-conditioning system. Therefore, these algorithms developed for this study may be used for the effective control of a multi-type air-conditioning system.
Capacities of a tandem-type air-conditioner may be modulated by turning on and off of multiple compressors, and adjusting the position of a electronic expansion valve. In this study, control algorithms for compressors and a electronic expansion valve were developed by using fuzzy logics. The pressure control algorithm was also developed for the safe operation of compressors. There algorithms were implemented in a test lab and proved to be effective for the control of indoor air temperature and superheat temperature,
The present study has been conducted to propose an algorithm regarding real-time load estimation of a gas engine-driven heat pump. In the study, thermal load of an indoor unit is estimated in terms of air-side and refrigerant-side. The air-side estimation is based on a typical heat exchanger model and is found to be in good agreement with experimental data. When it comes to the refrigerant-side load, a pressure difference across a valve must be estimated. For the estimation, it is assumed to be proportional to a bigger pressure difference that is available either by measurement or by estimation. Relative good agreement between the air- and refrigerant-sides suggests that the assumption may be plausible for the load estimation. The summed flow rate of all of indoor units is in good agreement with the throughput of the compressor which are calculated from the manufacturer's software. Accordingly, estimated thermal loads are also in good agreement. The proposed algorithm may be further developed for improved control algorithm and fault diagnosis.
This paper deals with the optimum high pressure control algorithm for a transcritical $CO_2$ mobile air-conditioning system with belt-driven compressor to achieve the maximum COP. The experiments were performed to find out the maximum COP conditions with various operating conditions. The experimental results showed that the COP was increased and then decreased with increase of the refrigerant high pressure for the system. Therefore the value of high pressure which has maximum COP could be selected. Furthermore, the strong (linear) relation between the optimum high pressure and the gas cooler outlet temperature was revealed, which suggests the use of a simple controller with only one parameter for the transcritical $CO_2$ cycle.
Abstract - An integrated condition monitoring algorithm based on an expert system was implemented in this work in order to monitor effectively the machine conditions. The knowledge base was consisted of numeric data which meant the posterior probability of each measurement parameter for the representative machine failures. Also the inference engine was constructed as a series of statistical process, where the probable machine fault was inferred by a mapping technology of pattern recognition. The proposed algorithm was, through the user interface, applied for an air compressor system where the temperature, vibration and wear properties were measured simultaneously. The result of the case study was found fairly satisfactory in the diagnosis of the machine condition since the predicted result was well correlated to the machine fault occurred.
Shin Younggy;Yang Hooncheul;Tae Choon-Seob;Jang Cheol-Yong;Cho Soo
Journal of Mechanical Science and Technology
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제20권2호
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pp.278-285
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2006
The present study has been conducted to simulate dynamics of a gas engine-driven heat pump (GHP) for design of control algorithm. The dynamics modeling of a GHP was based on conservation laws of mass and energy. For automatic control of refrigerant pressures, actuators such as engine speed, outdoor fans, coolant three-way valves and liquid injection valves were PI or P controlled. The simulation results were found to be realistic enough to apply for control algorithm design. The model can be applied to build a virtual real-time GHP system so that it interfaces with a real controller in purpose of prototyping control algorithm.
본 논문은 무급유식 공기 압축기가 널리 확산됨에 따라 영구자석형 동기 모터를 이용한 고효율 공기 압축기의 센서리스 제어에 관한 논문이다. 공기 압축기는 특성상 위치 센서를 설치하기 어려운 문제를 가지고 있다. 영구자석형 동기모터를 가변속 제어하기 위해서는 회전자의 위치를 파악하기 위한 위치센서가 필수적이다. 따라서 영구자석형 동기모터를 압축기에 활용하기 위해서는 센서리스제어가 필수적이다. 센서리스제어 방식으로 널리 사용되고 있는 역기전력을 통한 위치추정방식은 정지좌표계의 사용으로 인한 위상지연으로 인한 위치오차가 발생하게 되거나, 동기좌표계의 사용으로 인한 과도상태에서 추정역기전력이 오차를 포함하여 발산의 문제 등이 발생되는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 회전각 추적 관측기를 사용하여 위치와 속도를 추정하고 외란 관측기를 통하여 속도의 리플을 저감시키는 방안을 제시하였다. 프리스케일사의 MPU를 이용하여 실험장치를 구성하고 구현실험을 통하여 제안한 알고리즘의 타당성을 검토하였다. 일정 시점에서 위치오차를 강제로 주더라도 위치보정 값이 위치오차 값을 찾아가며 추정위치가 실제 벡터 위치로 수렴해감을 검증하였다.
본 논문에서는 연료유량이 제어 수단인 터보제트 엔진에 대해 압축기의 서지를 방지하면서 가속시간을 줄일 수 있는 제어기를 제안하였다. 압축기 회전 속도를 추정하기위해 고이득 관측기를 사용하고 퍼지이론과 PID 제어 알고리즘을 적용하는 터보제트 엔진 제어기를 설계하였다. 퍼지추론의 결과는 터보제트 엔진의 가감속시 서지와 flame-out 현상을 방지하기 위한 연료 유량 제어 입력으로 사용되고, 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 제안된 제어기의 성능을 입증하였다.
군산 복합화력 발전소에서 운용중인 가스터빈 엔진의 정비 의사 결정을 지원하기 위한 솔루션을 개발하였다. 솔루션은 온라인 상태감시, 기간별 성능 경향분석, 최적 압축기 세정주기 분석, 고온부품 관리 모듈로 구성되어 있다. 운용자가 엔진의 상태 분석 결과를 쉽게 모니터하고 그에 따른 정비의사를 결정할 수 있도록 GUI 플랫폼을 적용하였다. 온라인 상태감시 모듈에서는 기준 성능 대비 실시간 계측데이터의 차이를 분석하여 엔진의 성능저하율을 가시적으로 제시한다. 최적 압축기 세정주기 분석 모듈에서는 경제성 평가 알고리즘을 통해 정비 소요 비용과 성능 저하에 따른 비용 손실의 분석을 통해 순이익이 최대가 되는 세정주기를 제시한다. 엔진의 상태 및 주요 정보를 종합적으로 분석하여 제공함으로써 최적 정비 및 운용이 가능하도록 의사 결정을 지원한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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