• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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• pp.399-404
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• 2006

컨테이너 크레인은 항만전체 하역 효율에 큰 영향을 미치는 하역 장비로서 그동안 컨테이너 크레인의 작업효율을 높이는 연구가 진행되어 왔다. 특히 화물이 목표치에 도달했을 때 흔들림을 단시간에 제어하는 데 초점이 맞추어져 왔다. 일반적으로 컨테이너 크레인을 제어하기 위해서 PID제어나 LQ제어가 주로 사용되었는데, 이는 제어기 설계가 용이하고, 주어진 제어 환경 하에서 우수한 제어성능을 발휘하기 때문이다. 본 연구에서는 LQ 제어의 관점에서 실수코딩 유전알고리즘을 이용한 상태 피드백 제어기의 설계 방법을 제안한다. 즉, 실수코딩 유전알고리즘을 이용하여 상태 피드백 이득을 탐색하는 방법이다. 실수코딩 유전알고리즘은 주어진 목적함수를 최소가 되도록 상태 피드백 이득을 최적으로 탐색한다. 컴퓨터 시뮬레이션은 이렇게 탐색한 상태 피드백 이득을 컨테이너 크레인의 선형 및 비선형 모델에 적용하여 그 유효성을 확인한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.235-242
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• 2011

지진동에 대처하기 위한 구조물의 능동제어기를 설계할 때, 모델링의 오차 및 외란의 불확실성을 무시하고 진행하면 제어성능이 크게 퇴화될 수 있다. 심지어 시스템 전체가 불안정하게 되어 제진이 불가능하게 될 가능성도 배제할 수 없다. 본 연구의 목적은 슬라이딩 모드제어기(SMC)라 불리는 비선형제어기의 제어성능을 TMD가 장착된 구조물에 설계하여 그 적용 가능성을 검토하는 것이다. 이때 가진 외란은 FFT 해석으로 탁월주파수를 분석한 3개의 지진동이다. SMC로 제어한 결과, 구조물의 질량과 강성이 ${\pm}30%$ 섭동되어도 강인성을 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 오버슈트가 증대되고 정정시간이 증가하는 등 과도응답성능은 다소 퇴화되는 것을 확인할 수 있었다. 전반적으로 SMC는 모델링 및 외란의 불확실성에 대해 강인함을 유지하고 지진동을 효과적으로 제어하는 능동제어법으로 TMD 구조물과 결합시켜 지진동제어에 적용해 볼 수 있는 유용한 기법이라 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.20-33
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• 1999

심해에서 풍파의 성장은 바람에 의한 에너지 입력, 비선형 상호작용에 의한 에너지 전달 및 백파에 의한 에너지 소산에 의하여 결정된다. 본 연구에서는 두가지의 비선형 계산법(IMM 모형과 WAM 모형)을 사용하여 풍파 스펙트럼의 시간발전 특성을 상호비교하였다. 비선형 에너지 전달은 첨두주파수의 저주파 천이, 스펙트럼의 과대평가 현상, 스펙트럼의 자기상사적 발달 등에서 중심적인 역할을 하는 것으로 나타났다. 특히, 고주파 성분의 방향 분포가 쌍봉형으로 발전되는 경향이 있는데 이러한 현상도 비선형 상호작용의 역할로 설명되었다. 주파수 스펙트럼에서 고주파측의 꼬리는 주파수의 -4승에 비례하는 형상으로 발전되는 것이 확인되었다. 외부의 원인으로 스펙트럼에 도입되는 섭동은 자기상사 기구에 의하여 빠르게 제거되는데 이는 파랑수치 모형에서 비선형 상호작용이 모형의 안정화에 크게 기여함을 의미한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.385-394
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• 2006

일반적인 푸시풀 컨버터는 스위치 소자의 전압 스트레스로 인하여 그 사용범위가 제한적이다. 그러나 푸시풀 컨버터는 연료전지와 같이 가변의 저전압에서 고전압 출력을 요하는 전력변환기에 적합한 구조이다. 본 논문에서는 연료전지 시스템에 ZVS-ZCS가 가능한 새로운 전력변환기 구조를 제안한다. 제안된 푸시폴 컨버터의 스위치 소자는 새로운 수동 클램프 회로에 의해 ZVS 또는 ZCS가 이루어진다. 또한 이러한 수동 클램프 회로로 푸시풀 컨버터의 순시과전압 문제가 해결되었다. 또한 두 배의 주파수를 갖는 벅 컨버터의 스위칭 신호가 푸시풀 컨버터의 스위칭 신호에 동기 시킴으로서 전류 형 인덕터와 변압기 권선의 피크 전류가 저감된다. 제안하는 계통 연계형 연료 전지 시스템에 대한 동작을 이론적으로 분석하고 시뮬레이션 및 DSP TMS320F2812 을 이용한 1 [kW]급 시작품의 실험 결과로부터 제안하는 인버터의 타당성을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.13-20
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• 1998

다목적으로 활용할 수 있는 터보축엔진의 개발을 위한 정상상태 및 동적모사 프로그램을 개발하였다. 개발비, 개발시간, 개발위험도의 절감을 위해 가스발생기 부분은 성능이 잘 알려진 기존의 터어보제트 엔진을 활용하였으며 수명연장을 위해 터빈재질을 교체하고, Larson-Miller 곡선을 이용하여 약 3000hr 이상의 수명을 확보하기 위한 최대회전속도와 최대 터빈입구온도를 결정하였다. 추가되는 동력터어빈의 구성품 성능선도는 압축기 터어빈의 성능선도를 축척하여 사용하였다. 정상상태 성능해석에는 유량 및 일평형 방정식을 이용하였으며, 가스발생기와 동력터빈의 공회전 상태에서부터 최대 회전속도까지 동력터빈은 10% 간격, 가스발생기는 5%RPM 간격으로 해석하였다. 동적모사시에는 일정유량평형방법(Constant Flow Method : CMF)을 이용하였으며, 급 가속의 상황을 가정하고 연료유량이 Step 증가하도록 Scheduling 하였다. 이 때 터빈 입구온도에 오버슈트가 발생하여 제한온도를 초과하는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제19권4호
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• pp.881-893
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• 2019

This paper proposes a practical sliding-mode controller design for shaping the impedances of cascaded boost-converter power decoupling circuits for reducing the second order harmonic ripple in photovoltaic (PV) current. The cascaded double-boost converter, when used as power decoupling circuit, has some advantages in terms of a high step-up voltage-ratio, a small number of switches and a better efficiency when compared to conventional topologies. From these features, it can be seen that this topology is suitable for residential (PV) rooftop systems. However, a robust controller design capable of rejecting double frequency inverter ripple from passing to the (PV) source is a challenge. The design constraints are related to the principle of the impedance-shaping technique to maximize the output impedance of the input-side boost converter, to block the double frequency PV current ripple component, and to prevent it from passing to the source without degrading the system dynamic responses. The design has a small recovery time in the presence of transients with a low overshoot or undershoot. Moreover, the proposed controller ensures that the ripple component swings freely within a voltage-gap between the (PV) and the DC-link voltages by the small capacitance of the auxiliary DC-link for electrolytic-capacitor elimination. The second boost controls the main DC-link voltage tightly within a satisfactory ripple range. The inverter controller performs maximum power point tracking (MPPT) for the input voltage source using ripple correlation control (RCC). The robustness of the proposed control was verified by varying system parameters under different load conditions. Finally, the proposed controller was verified by simulation and experimental results.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.503-510
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• 2021

본 연구는 유리 차수 미분의 수학적인 방법을 시스템의 응답을 제어하는 제어기에 적용하고자 한다. 따라서 제어기로 구성하기 위해서는 유리수 지수에 대한 적분기를 이산시간으로 변환하여 설계한다. IP 제어기는 오차에 대한 적분제어기를 구성하고 비례제어기는 시스템 출력만 적용하는 구조이다. 유리 차수 적분기를 IP 제어기의 적분제어기에 활용함으로 제어기를 설계한다. 먼저 PI 제어기와 IP 제어기의 성능을 비교하고, 설계된 제어기를 전동기의 속도 제어에 적용한다. 그 결과 전동기의 출력상태인 속도가 균일하며 정밀한 제어 성능을 얻을 수 있었다. 정상상태의 속도오차가 0.1 [%] 이내 이고, 오버슈트가 없는 정밀하며 균일한 속도 제어 성능을 가짐을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제47권2호
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• pp.75-84
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• 2023

Ships need to ensure safety during their navigation, which makes route determination highly important. It must be accompanied by a route following controller that can accurately follow the route. This study proposes a method for automatically generating the ship route based on deep reinforcement learning algorithm and following it using a route following controller. To generate a ship route, under keel clearance was applied to secure the ship's safety and navigation chart information was used to apply ship navigation related regulations. For the experiment, a target ship with a draft of 8.23 m was designated. The target route in this study was to depart from Busan port and arrive at the pilot boarding place of the Ulsan port. As a route following controller, a velocity type fuzzy P ID controller that could compensate for the limitation of a linear controller was applied. As a result of using the deep Q network, a route with a total distance of 62.22 km and 81 waypoints was generated. To simplify the route, the Douglas-Peucker algorithm was introduced to reduce the total distance to 55.67 m and the number of way points to 3. After that, an experiment was conducted to follow the path generated by the target ship. Experiment results revealed that the velocity type fuzzy P ID controller had less overshoot and fast settling time. In addition, it had the advantage of reducing the energy loss of the ship because the change in rudder angle was smooth. This study can be used as a basic study of route automatic generation. It suggests a method of combining ship route generation with the route following control.

• 수산해양기술연구
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• 제59권1호
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• pp.44-54
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• 2023

In this study, the second-order Nomoto's nonlinear expansion model was implemented as a Tagaki-Sugeno fuzzy model based on the heading angular velocity to design the automatic steering system of a ship considering nonlinear elements. A Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was designed using the applied fuzzy membership functions from the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The linear models and fuzzy membership functions of each operating point of a given nonlinear expansion model were simultaneously tuned using a genetic algorithm. It was confirmed that the implemented Tagaki-Sugeno fuzzy model could accurately describe the given nonlinear expansion model through the Zig-Zag experiment. The optimal parameters of the sub-PID controller for each operating point of the Tagaki-Sugeno fuzzy model were searched using a genetic algorithm. The evaluation function for searching the optimal parameters considered the route extension due to course deviation and the resistance component of the ship by steering. By adding a penalty function to the evaluation function, the performance of the automatic steering system of the ship could be evaluated to track the set course without overshooting when changing the course. It was confirmed that the sub-PID controller for each operating point followed the set course to minimize the evaluation function without overshoot when changing the course. The outputs of the tuned sub-PID controllers were combined in a weighted average method using the membership functions of the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The proposed Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was applied to the second-order Nomoto's nonlinear expansion model. As a result of examining the transient response characteristics for the set course change, it was confirmed that the set course tracking was satisfactorily performed.

• 문화기술의 융합
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• 제9권6호
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• pp.919-925
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• 2023

현대의 드론에 장착되고 있는 임무 장비들의 소형화되고, 감시, 정찰 등의 여러 임무를 수행한다. 이에 따라 임무 장비는 풍하중, 모터 회전 등에 외란에 노출이 되어있으며, EOTS 구동에 있어 불안정성을 야기할 수 있다. 특히 EOTS의 시선의 위치 변경에 있어 단순 Step 입력은 급격한 속도의 변화를 일으켜 오버슈트를 발생시키며 여러 외란과 함께 불안정성을 야기할 수 있다. 따라서 EOTS의 시선의 변경을 할 시에 각속도가 사다리꼴 형태로 움직일 수 있도록 프로파일을 설정하고, 이를 이중 루프 제어기를 설계하여 위치 피드백을 받는 외부 루프의 Input에 적용 후 시스템의 안정성 비교와 최대 속도, 최대 가속도를 변화시키면서, 시스템이 안정적인 범위 내에서 속도 프로파일의 최적화를 연구하였다.