• 문화기술의 융합
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• 제9권6호
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• pp.875-882
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• 2023

본 논문에서는 PID 알고리즘을 이용하는 온도제어기의 가상적 튜닝 기법을 제안한다. 제어대상의 수학적 표현을 이용하여 컴퓨터에서의 가상적 시뮬레이션을 활용하였다. 컴퓨터의 상세한 데이터 분석을 통하여 PID 알고리즘의 이득을 정확하게 구하는 기법을 도입하였고 기존의 실험적 튜닝 결과보다 우수한 성능을 검증하였다. 또한 실제의 제어대상에서 실시하는 튜닝 실험을 대체하는 장점이 있어 시간적 공간적 제한이 전혀 없다. 제어대상을 실제 가동하는 튜닝 실험은 그 과정에서 나타나는 자세한 데이터를 확인할 수 없다. 실험의 정확성을 보장할 수 없으며 그 결과를 즉시 확인할 수도 없었다. 제안하는 기법을 통해 튜닝의 모든 과정을 컴퓨터에서 정확하게 확인할 수 있으며 발생하는 문제의 원인도 분석할 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.888-896
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• 2023

항공기 착륙 시에는 정해진 절차에 따라 접근이 이루어진 다음, 활주로 중심선과 정렬하여 착륙하게 된다. 하지만 공항의 상황, 주변 항공기의 상황, 또는 관제사의 지시 등에 따라 빈번한 레이더 벡터링이 일어나기 때문에, 교통 흐름을 파악하거나, 비행 안전성을 파악하기 위해서는 항공기의 접근 패턴을 인지할 필요가 있다. 또한 최종 접근 시 활주로 중심선과 정렬하는 과정에서 과이탈이 발생하는 경우가 있는 데, 이는 이후 불안정 접근 등과 같이 보다 위험한 상황을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 클러스터링 기법을 이용하여 접근 구간에서의 항공기 궤적들의 패턴을 추출하였다. GMM (Gaussian Mixture Model)을 이용하여 김해공항 접근 항공기 궤적에 대한 클러스터링을 진행하였으며, 2019년 1년간 김해공항으로 착륙한 항공기의 데이터를 이용하였다. 클러스터 별 centroid 값을 이용하여, 총 86개의 접근 궤적 패턴을 추출하였다. 그 후 각 클러스터 내 항공기 중 최종 접근시 과이탈하는 항공기를 탐지하여 확률 분포를 계산하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제12권4호
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• pp.209-215
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• 1979

부산수산대학실습선 '새바다'(GT: 2,275.7ton)에 관한 조종성능을 구명하기 위하여, 실선에 의한 Z 조종시험을 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. '새바다'호의 $10^{\circ}Z$시험에서의 선회성지수 K'값은 1.052, 추종성지수 T' 값은 0.815, $20^{\circ}Z$ 시험에서의 K'값은 0.925, T'값은 0.502, $30^{\circ}Z$ 시험에서의 K' 값은 0.877, T' 값은 0.441로서, 소타각사용시의 조종성능과 대타각사용시의 조종성을 비교하여 보면, 대타각을 사용할 때 보다 추종성을 좋아지나 선회성을 낮아진다는 것을 알 수 있다. 2. '새바다'호의 $10^{\circ}Z$ 시험에서의 선회성지수 K' 값과 추종성지수 T' 값은 어선의 표준식에 가까움으로 어선으로서 양호한 조종성능을 가지고 있다고 볼 수 있었다. 다만 길이와 크기에 비하여 K'값이 약간 적은 수치이며, $10^{\circ}Z,\; 20^{\circ}Z,\;20^{\circ}Z$ 시험에서의 회두각곡선의 overshoot angle이 약간 크므로 추종성은 좋으나 선회성은 낮은 편임을 알 수 있었다. 3. '새바다'호의 조종성능은 추종성에 비하여 선회성이 낮으므로 선회경도 크게 되며, 또한 대각도전타시에 비하여 선회성이 낮아지므로, 충돌이나 좌초를 회피하기 위하여 대각도전타를 할 경우에는 안전한게 접근거리를 크게 두어 한기전타하는 등 조선상주의를 요한다. 4. '새바다'호의 $10^{\circ}$시험에서의 1조작간항주거리하는 배 길이의 약 8.6배로서 일반선박의 조종성표준거리 $5\~11$배의 이내가 되므로 '새바다'호의 조종성능은 총합적으로 양호하다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
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• 제39권3호
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• pp.185-199
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• 2009

Using a strain-controlled rheometer [Advanced Rheometric Expansion System (ARES)], the steady shear flow properties and the dynamic viscoelastic properties of $Antiphlamine-S^{(R)}$ lotion have been measured at $20^{\circ}C$ (storage temperature) and $37^{\circ}C$ (body temperature). In this article, the temperature dependence of the linear viscoelastic behavior was firstly reported from the experimental data obtained from a temperature-sweep test. The steady shear flow behavior was secondly reported and then the effect of shear rate on this behavior was discussed in detail. In addition, several inelastic-viscoplastic flow models including a yield stress parameter were employed to make a quantitative evaluation of the steady shear flow behavior, and then the applicability of these models was examined by calculating the various material parameters. The angular frequency dependence of the linear viscoelastic behavior was nextly explained and quantitatively predicted using a fractional derivative model. Finally, the strain amplitude dependence of the dynamic viscoelastic behavior was discussed in full to elucidate a nonlinear rheological behavior in large amplitude oscillatory shear flow fields. Main findings obtained from this study can be summarized as follows : (1) The linear viscoelastic behavior is almostly independent of temperature over a temperature range of $15{\sim}40^{circ}C$. (2) The steady shear viscosity is sharply decreased as an increase in shear rate, demonstrating a pronounced Non-Newtonian shear-thinning flow behavior. (3) The shear stress tends to approach a limiting constant value as a decrease in shear rate, exhibiting an existence of a yield stress. (4) The Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk and Heinz-Casson models are all applicable and have an equivalent validity to quantitatively describe the steady shear flow behavior of $Antiphlamine-S^{(R)}$ lotion whereas both the Bingham and Casson models do not give a good applicability. (5) In small amplitude oscillatory shear flow fields, the storage modulus is always greater than the loss modulus over an entire range of angular frequencies tested and both moduli show a slight dependence on angular frequency. This means that the linear viscoelastic behavior of $Antiphlamine-S^{(R)}$ lotion is dominated by an elastic nature rather than a viscous feature and that a gel-like structure is present in this system. (6) In large amplitude oscillatory shear flow fields, the storage modulus shows a nonlinear strain-thinning behavior at strain amplitude range larger than 10 % while the loss modulus exhibits a weak strain-overshoot behavior up to a strain amplitude of 50 % beyond which followed by a decrease in loss modulus with an increase in strain amplitude. (7) At sufficiently large strain amplitude range (${\gamma}_0$>100 %), the loss modulus is found to be greater than the storage modulus, indicating that a viscous property becomes superior to an elastic character in large shear deformations.

• 수산해양기술연구
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• 제25권2호
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• pp.70-74
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• 1989

실험선 제주 402호의 조종성능을 전속전진중 최대타각으로 전타한 때의 선회권측정과 $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$Z시험에서 산출된 조종성지수를 분석, 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 선회종거는 우현선회시가 79.1m로 배의 길이의 약 2.6배였으며, 좌현선회시는 81.4m로서 배의 길이의 약 2.7배였다. 또, 선회경은 배의 길이의 약 2.6배로서 우현선회시가 78.3m로서 좌현선회시 80.4m보다 작았다. 2. 선회권시험시 속력저감율은 0.49였으며, 평균선회각속도는 우현선회시가 4.3$^{\circ}$/sec, 좌현선회시는 4$^{\circ}$/sec이었다. 3. Z시험 결과 over shot angle은 우현전타시가 좌현전타시보다 더 컸으며, 좌우타전타시의 평균값은 $10^{\circ}$Z시험시가 10.5$^{\circ}$, 20$^{\circ}$Z시험시가 20.5$^{\circ}$, 30$^{\circ}$Z시험시가 29.5$^{\circ}$로 다소 큰 편이었다. 4. $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$Z시험에서 K' 및 T'의 값은 각각 0.755, 0.566, 0.481 및 3.468, 1.621, 1.547로서 대체적으로 선회성은 대각도 전타 일수록 나쁘거나, 추종성은 대각도 전타 일 수 록 좋았다.

• 수산해양기술연구
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• 제18권2호
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• pp.77-80
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• 1982

총톤수 240 톤급 가다랑어 채낚기 어선의 조종성능을 연구하기 위하여, 실선에 의한 Z실험을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. $10^{\circ}$Z실험에서의 선회성지수 K'는 0.611, 추종성지수 T'는 1.094, 20$^{\circ}$Z시험에서의 K'는 0.622, T'는, 1.695, 30$^{\circ}$Z시험에서 K'는 1.367로서 추종성은 $10^{\circ}$타각, 선회성은 20$^{\circ}$타각을 사용할 때 가장 좋으며, 전체적으로는 $10^{\circ}$의 소타각을 사용할 때의 조종성능이 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$의 대타각을 사용할 때 보다 더 양호하다는 것을 알 수 있다. 2. 조종성지수 K' 및 T'가 다른 종류의 선박들의 그것과 비교하여 작으므로, 추종성은 양호하나 선회성은 나쁘다는 것을 알 수 있다. 3. $10^{\circ}$Z시험에서의 1조작간 항주거리인 5~11배 이내이므로 종합적으로는 조종성능이 양호하다고 볼 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권3호
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• pp.152-163
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• 1999

온수난방시스템 온실의 디지털 온도제어 수식모형을 수립하고, 이 수식모형을 이용하여 제어시뮬레이션을 실시하여 최적의 온도제어 방법을 구명하였다. 이용된 제어기법은 종래의 온수온도 일정 공급ON-OFF 제어, 비례제어, PI 제어, PID 제어기법이었으며, 시뮬레이션을 이용해 제어기법별 제어성능을 비교 분석하였다. 대상유리온실의 실내온도( T$_{i}$ )에 관한 디지털 제어수식모형은 공급온수온도( T$_{w}$ )와 외기온도( T$_{o}$ )가 관련된 T$_{i}$($textsc{k}$＋1)＝ 0.851.T$_{i}$($textsc{k}$)＋0.055.T$_{w}$($textsc{k}$)＋0.094.T$_{o}$ ($textsc{k}$)로 나타났다. 온실의 실내온도제어 시뮬레이션을 실시한 결과 종래의 온수온도 일정공급 ON-OFF 제어, P 제어, PI 제어,PID 제어의 정정시간, 오버슛트, 정상오차는 각각 무한, 3.5$0^{\circ}C$, 3.5$0^{\circ}C$ / 30분, 2.37$^{\circ}C$, 0.51$^{\circ}C$ / 21분, 0.0$0^{\circ}C$, 0.23$^{\circ}C$ / 18분, 0.0$0^{\circ}C$, 0.23$^{\circ}C$로 나타났으며, 온수난방시스템 온실의 온도제어에 가장 적합한 제어기법은 PI와 PID제어인 것으로 나타났다 또한 미분이득은 온실의 난방계에 거의 영향을 미치지 않지만 적분이득은 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 나타났다.

• 수산해양기술연구
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• 제36권3호
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• pp.257-265
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• 2000

본 논문에서는 BLDC 서보모터의 속도 제어성 향상을 위해 속도제어계에 2자유도 적분형 최적 제어법을 적용하고 그 결과를 기존의 PI제어계 및 2자유도 PI제어계와 비교하였다. 2자유도 적분형 최적제어법은 PI제어법이 갖는 지령치 추종특성과 외란 억제특성간의 트레이드오프 문제를 해결하고, 제어계의 최적성을 확보하고자 도입되어졌으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 그 유효성을 고찰하였다. 시뮬레이션을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. (1) 2자유도 적분형 최적제어계는 PI제어계에 비해 양호한 지령치 추종성과 외란 및 모델링 오차제거 특성을 보였다. (2) 2자유도 적분형 최적제어계는 제어파라미터인 하중행렬 Q, R 및 W에 대한 제약요건이 없을 경우, 모터의 정격조건 하에서 이들을 적절히 설정함으로써 2자유도 PI제어계보다도 양호한 지령치 추종성과 외란 및 모델링 오차 제거 특성을 얻을 수 있다. (3) 2자유도 적분형 최적제어계는 인가전압 및 전류의 크기를 2자유도 PI제어계의 그것과 동일하게 제약할 경우 2자유도 PI제어계에 비해 지령치 추종에 관한 정정시간 외에는 그다지 우수한 성능을 보이지 않았다. 또한, 실험을 통해 고찰한 PI 및 2자유도 PI제어계의 속도추종성능은 시뮬레이션 결과와 거의 동일하였다. 2자유도 적분형 최적제어계에 대한 실험결과는 논문에 나타내지 못하였으나, PI및 2자유도 PI제어계의 실험결과에서 알 수 있듯이 2자유도 적분형 최적제어계도 시뮬레이션 결과와 같은 경향을 보일 것으로 사료된다. 따라서, 본 논문에서 검토된 방법은 기존의 PI 제어계가 갖는 지령치 추종과 외란억제의 트레이드오프 문제를 상당부분 해결 가능할 것으로 보인다. 또한, 일정의 부하외란 및 모델링 오차내에서는 2자유도 PI제어계 보다 나은 제어성능을 보여 BLDC 모터의 속도 제어성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대가 된다. 향후, 2자유도 적분형 최적제어계의 실험결과를 통한 엄밀한 제어성능검증과 스텝외란 외의 주기성 외란 인가시 2자유도 적분형 최적제어계의 외란제거 방안 등이 검토되어야 할 것으로 사료된다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제18권2호
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• pp.67-81
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• 2006

Using a strain-controlled rheometer, the dynamic viscoelastic properties of aqueous xanthan gum solutions with different concentrations were measured over a wide range of strain amplitudes and then the linear viscoelastic behavior in small amplitude oscillatory shear flow fields was investigated over a broad range of angular frequencies. In this article, both the strain amplitude and concentration dependencies of dynamic viscoelastic behavior were reported at full length from the experimental data obtained from strain-sweep tests. In addition, the linear viscoelastic behavior was explained in detail and the effects of angular frequency and concentration on this behavior were discussed using the well-known power-law type equations. Finally, a fractional derivative model originally developed by Ma and Barbosa-Canovas (1996) was employed to make a quantitative description of a linear viscoelastic behavior and then the applicability of this model was examined with a brief comment on its limitations. Main findings obtained from this study can be summarized as follows: (1) At strain amplitude range larger than 10%, the storage modulus shows a nonlinear strain-thinning behavior, indicating a decrease in storage modulus as an increase in strain amplitude. (2) At strain amplitude range larger than 80%, the loss modulus exhibits an exceptional nonlinear strain-overshoot behavior, indicating that the loss modulus is first increased up to a certain strain amplitude(${\gamma}_0{\approx}150%$) beyond which followed by a decrease in loss modulus with an increase in strain amplitude. (3) At sufficiently large strain amplitude range (${\gamma}_0>200%$), a viscous behavior becomes superior to an elastic behavior. (4) An ability to flow without fracture at large strain amplitudes is one of the most important differences between typical strong gel systems and concentrated xanthan gum solutions. (5) The linear viscoelastic behavior of concentrated xanthan gum solutions is dominated by an elastic nature rather than a viscous nature and a gel-like structure is present in these systems. (6) As the polymer concentration is increased, xanthan gum solutions become more elastic and can be characterized by a slower relaxation mechanism. (7) Concentrated xanthan gum solutions do not form a chemically cross-linked stable (strong) gel but exhibit a weak gel-like behavior. (8) A fractional derivative model may be an attractive means for predicting a linear viscoelastic behavior of concentrated xanthan gum solutions but classified as a semi-empirical relationship because there exists no real physical meaning for the model parameters.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1385-1391
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• 2010

본 논문에서는 폰 카메라 응용을 위해 H 형 비틀림 스프링으로 지지된 한 쌍의 사다리꼴 셔터 블레이드를 이용하는 초소형, 저전력, 고속 전자기력 Flapping 셔터를 제안한다. 기존의 정전기력 Rolling 셔터와 Flapping 셔터는 폰 카메라 응용을 위해 큰 입력 전압이 필요하며, 기존의 전자기력 Rotating 셔터는 큰 부피로 인해 폰 카메라에 사용하기 어렵다. 본 논문에서 제안하는 전자기력 Flapping 셔터는 폰 카메라에 사용 가능한 작은 크기로 회전 구동을 위해 저강성 H 형 비틀림 스프링과 저관성 사다리꼴 블레이드로 설계하여 제작된다. 실험에서 전자기력 Flapping 셔터는 입력전류 60 mA 에서 자기장 0.15 T 와 0.30 T 에 대하여 각각 최대 오버슈트 회전각 $80.2{\pm}3.5^{\circ}$와 $90.0{\pm}1.0^{\circ}$와, 정상 상태 회전각 $48.8{\pm}1.4^{\circ}$와 $64.4{\pm}1.0^{\circ}$ 성능을 보인다. 응답 시간 성능에서는 셔터 개방의 경우, 1.0 ms/20.0 ms 의 상승/정착 시간을 보이며, 셔터 폐쇄의 경우는 1.7 ms/10.3 ms 의 하강/정착 시간을 보인다. 본 논문에서는 폰 카메라용 셔터 응용을 위해 제안하는 전자기력 Flapping 셔터의 초소형(${\sim}8{\times}8{\times}2\;mm^3$), 저전력(${\leq}60\;mA$), 고속(~1/370 s) 성능을 실험적으로 검증하였다.