신경회로망을 이용한 PID구조를 갖는 자기동조제어기의 설계

조원철,정인갑,심태은,Cho, Won-Chul,Jeong, In-Gab,Shim, Tae-Eun 대한전자공학회 2002 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.39 No.6

본 논문에서는 시간지연이 존재하고 시스템의 영점이 단위원 밖에 있으며 시스템 파라미터가 변하는 비선형 시스템에 적응하는 신경회로망을 이용한 PID구조를 갖는 일반화 최소분산 자기동조제어기를 제안한다. 신경회로망은 제어기 파라미터를 추정하며 제어 출력은 추정된 제어기 파라미터로부터 얻어진다. 제어 알고리듬의 타당성을 확인하기 위해 시간 지연이 있고 일정한 시간이 경과한 후 시스템의 파라미터가 변하는 비선형 비최소위상 시스템에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. 그리고 신경회로망을 이용한 직접 적응 제어기와 비교하였다. This paper presents a generalized minimum-variance self-tuning controller with a PID structure using neural network which adapts to the changing parameters of the nonlinear system with nonminimum phase behavior and time delays. The neural network is used to estimate the controller parameters, and the control output is obtained through estimated controller parameter. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, the computer simulation is done to adapt the nonlinear nonminimum phase system with time delays and changed system parameter after a constant time. The proposed method compared with direct adaptive controller using neural network.

Wave Screening Performance Using Floating and Submerged Breakwaters

Won Chul Cho(조원철),Jin Won Lee(이진원) 한국해안해양공학회 2003 한국해안해양공학회 논문집 Vol.15 No.4

비선형 시스템을 위한 직접 뉴로 자기동조 제어기 설계

조원철(Won Chul Cho),이인수(In-Soo Lee) 한국정보기술학회 2014 Proceedings of KIIT Conference Vol.2014 No.5

본 논문에서는 고차 비선형 시스템에 적응할 수 있는 신경회로망을 이용한 직접 자기동조 제어기를 제안한다. 제어기에 적용되는 플랜트는 잡음 시간지연이 존재하며 파라미터가 변하는 고차 비선형 시스템이다 비선형 시스템은 선형부분과 비선형부분으로 분리한 형태로 구성되며 제어기는 외부환경 변화에 적응할 수 있는 자기동조 제어기이며 설계 다항식 계수의 값은 확률근사법인 Robbins-Monro 알고리듬을 이용하여 자동 조정하였다. 선형부분의 제어기 파라미터는 순환최소자승법으로 직접 추정하고 비선형 부분의 파라미터는 신경회로망으로 추정한다. 그리고 각 부분에서 추정한 파라미터를 합한 후 일반화 자기동조 제어기의 제어법칙에 적용한다. 제어 알고리듬의 타당성을 확인하기 위해 시간 지연이 있고 일정한 시간이 경과한 후 시스템의 파라미터가 변하는 고차 비선형 시스템에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. This paper presents a direct nonlinear self-tuning controller using neural network which adapts to the changing parameters of the high order nonlinear system with noises and time delays. The nonlinear system is divided linear part and nonlinear part. The controller are used the self-tuning controller that can adapt to changes in the environment. The self-tuning control effect is achieved through the RLS as well as through the Robbins-Monro algorithm at the stage of optimizing a design weighting polynomial parameters. The linear controller parameters are obtained by the recursive least square. And the nonlinear controller parameters are achieved the through the Back-propagation neural network. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, the computer simulation results are presented to adapt the nonlinear high order system with noises and time delays and with changed system parameter after a constant time. The proposed nonlinear self-tuning method using neural network is effective compared with the conventional direct adaptive controller using neural network.

파랑 차단 성능 향상을 위한 다열 잠제 사이의 최적 간격에 대한 연구

조원철(WON-CHUL CHO) 한국해양공학회 2006 韓國海洋工學會誌 Vol.20 No.6

Numerical analysis is performed on the wave transmission coefficient of various crown widths of the double-submerged breakwater and the triple-submerged breakwater, varying the distance between submerged breakwaters. The finite element method is used, and the fluid motion is considered as linearized two-dimensional potential flow. In case of the double- and triple-submerged breakwaters, as the width of submerged breakwater increases, the minimum wave transmission coefficient decreases and the wave period at which the minimum wave transmission coefficient occurs moves to a longer wave period the distance between submerged breakwaters at whichthe minimum wave transmission coefficient occurs becomes larger.

지속가능한 사회를 위한 저속 전기자동차(NEV) 외관 디자인 연구

조원철(Cho, Won Chul) 한국전시산업융합연구원 2012 한국과학예술융합학회 Vol.10 No.-

본 연구는 저속 전기자동차의 외관 디자인(Exterior Design) 개발에 관한 것이다. 디자인 연구의 최종 결과물은 실물 크기의 모델로서 조사 및 디자인 컨셉 설정, 아이디어 스케치 및 렌더링 그리고 모델링의 순서로 진행되었다. ‘ELECTRO"(Electric+Retro Design’라는 프로젝트 명으로 진행된 본 연구의 연구타당성을 위해 전기자동차의 정의와 분류, 역사를 정리하였다. 그리고 국내외의 전기자동차 관련 정책 등의 고찰을 통해 저속 전기자동차의 필요성에 대한 요인들을 도출하였다. 이 디자인 연구는 제조사 중심으로 개발되고 있는 고속전기자동차와 구별되는 것으로 지속가능한 사회로서의 도시공동체에서 단거리 이동 수단으로 쓰이는 모델을 제시하는 것이다. 21세기 들어 다시 주목 받고 있는 전기자동차는 그 동안 꾸준히 발전된 기술, 빠른 가속 성능과 함께 변화되고 있는 정보사회의 필요를 융합(Convergency)하는 ‘스마트카(Smart Car)"로 변신하고 있다. 그러나 전기자동차의 역사를 보면 배터리의 중량과 크기 그리고 고가격, 고비용의 문제가 전기자동차의 발전을 저해해왔음을 알 수 있다. 따라서 고속 전기자동차와 함께 친환경 시대의 삶의 형태에 보다 적합한 방향으로 용도가 변경되어야 하는 양식의 전환(Regime-Shift)이 필요하다. 본 연구는 저속 전기자동차가 슬로우시티(Slow-City)와 같은 도시공동체에서의 삶을 서로 연결(Connectivity)해 주는데 더 유리하다는 데서 출발한다. 또한 저속 전기자동차는 커뮤터카 시스템(Commuter Car System)과 같은 자동차 공용시스템에도 더 적합한 모델이다. 본 연구는 중소기업에서 생산을 할 수 있도록 현실가능성을 전제로 하여 결과를 도출하고자 하였기 때문에 가장 보편적이고 간단한 섀시 플랫폼 설계를 활용하여 디자인 연구가 단순히 개념에만 머물지 않도록 하였음을 밝혀둔다. 저속 전기자동차의 디자인 경쟁력을 확보하기 위한 다양한 디자인 연구들이 이어지기를 소망한다. This study concerns development in an exterior design of NEV(Neighborhood Electric Vehicle). As final result of the design study being is an actual size model, the process took place research and design concept setting, idea sketch and rendering, and modeling in order. The arrangement of the definition, classification and history of electric vehicle took place in order give validity to this project which was given ‘ELECTRO(Electric + Retro Design)’ as project title. And factors for need of NEV are derived through considering electric vehicle related native and foreign policy. This design study is to propose a model suitable for short distance travel in urban community as a sustainable society which is distinguished from high speed electric vehicles being developed in manufacturers. Electric vehicle, coming in to the spotlight in 21st century, is reforming itself in to ‘Smart Car’ that converge the steadily developed technology and fast acceleration performance with the need in changing information society. Electric vehicle need change in use and regime shift of form to suit human life that is under obligation of environmental conservation. Therefore, this study on NEV styling concerns transportation which connects the life patterns of communal characteristics which is distinguished in direction from the smart cars that are convergence device. NEV should be more suitable model for commuter car system that will be utilized in city community life as public transportation system. The results of this study derived based on practicality and feasibility. Thus it is to be set clear that this study do not stay on concept, based on application of low technology based chassis platform. Continuity in diverse design study is encouraged in order to secure design competitiveness of NEV.

중소도시 디자인 지원센터의 필요성에 관한 연구 - 포항시를 중심으로 -

조원철 ( Won Chul Cho ) 서울과학기술대학교 과학문화전시디자인연구소 2014 한국과학예술융합학회 Vol.16 No.-

본 연구는 국가 경제에 매우 중요한 역할을 하는 중소도시 소재의 기업체들이 효과적이고 시기적절한 디자인을 지원받아 회사의 이미지는 물론 제품의 디자인 경쟁력을 향상시킬 수 있도록 도울 수 있는 ‘중소도시 디자인센터(DCMC: Design Center for Midium-sized City)’의 필요성에 대한 연구이다. 광역도시들과는 달리 지역의 특성을 보다 선명히 가지고 있는 중소 도시들 중, 포항시를 대상으로 하여 기업체들이 실질적으로 요구하는 디자인이 무엇인지를 도출하여 필요성에 대한 근거를 삼았다. 연구의 방법과 범위는 국내의 디자인 센터들의 발전과정 그리고 비전과 설립목적, 주요 지원 사업 등을 관련 보고서와 인터넷 검색 등을 통하여 정리하여 중소도시의 디자인 지원 사업에서 간과해서는 안 될 기본적인 사항들을 정리하였다. 또한 영국, 일본 등 선진한 외국의 사례들 중, 지방 도시의 중소기업들에 대한 디자인 지원사업과 디자인 교육프로그램 등을 조사하였다. 본 연구가 포항시를 중소도시 디자인 센터의 모델로 설정한 만큼 포항시의 일반적인 산업 현황을 요약, 정리하고 이를 근거로 하여 설문에 응한 85개 업체의 응답 내용을 정리하였다. 포항지역의 기업체들을대상으로 실시하는 최초의 디자인관련 설문이라는 점과 중소도시 디자인 센터의 필요 여부를 파악하는 것이라는 점에서 디자인 현황에 대한 기본적인 질문으로 제한하여 진행하였으며 그 결과를 그래프로 작성하여 분석, 제시하였다. 기존의 디자인 센터들은 권역 내에 소재한 디자인 업체들 중에서 협업업체를 선정하고 디자인을 필요로 하는 중소기업을 연결해주는 지원 방식을 가지고 있지만 중소도시는 전문 디자인 업체가 거의 없다. 따라서 중소도시 디자인센터는 지역의 디자인 필요를 발굴하고 직접 디자인을 개발하는 기능과 디자인 전문 인력 육성을 통해 지역을 기반으로 하는 디자인 벤처기업들을 태동하는 모체가 되어야 함을 강조하였다. 지방의 지역 발전과 국가경쟁력 향상의 중요한 기초가 될 중소도시 디자인센터에 대한 연구가 지역의 특성을 잘 반영할 수 있는 지역 대학들과 지자체를 중심으로 지속적으로 연구되어지기를 소망한다. This research presupposes the necessity of Design Center for Medium-sized City(DCMC) that will help medium-sized city businesses, which play an important role for the Korean economy, to be provided effectively and rapidly with necessary design. This, in result, will help improve the businesses` reputation and strengthen the competitiveness of the product design. Based on Pohang City, one of the small and medium-sized cities that tend to have more clear characteristics compared to metropolitan cities, the needs of practical design of corporations have been drawn. For the methods and range of this research,concerned reports and Internet searches about domestic design centers` process of development, vision and purpose of establishment, and main supporting business have been made, and the basic guidelines that cannot be overlooked in design supporting business have been organized. Moreover, among the examples of advanced countries like England and Japan, design-supporting business and design-education program in respect of small businesses located in provincial cities have been investigated. Since this research has selected Pohang city as the model for DCMC, Pohang`s general industrial condition has been summarized and organized, and based on this information, 85 Pohang corporations were chosen to survey. Due to the fact that this was the first design-related survey targeting businesses in Pohang area and its purpose was to grasp whether or not DCMC is necessary, the questions were limited to basic subjects related to the current design status. The results of the survey were later made as a graph, analyzed, and proposed. Most of the existing design centers choose the design corporations located within the region as their collaborating enterprise and connect them with small businesses that need design. This, however, is not an appropriate model to small and medium-sized cities where design-specialized companies are nonexistent. Therefore, it is vital for DCMC to detect the necessity of design in regional businesses and create the design personally. Through this, the raise of design-related labor force for the region will naturally accomplish, and design-venture companies will be able to promote. It is hoped that the research about Design Center for Medium-sized City, which will play an important role for both the local development of the region and the national competitiveness, to be continually held by the local government and the regional universities that can reflect the characteristics of the district.

비선형시스템을 위한 자기동조 PID 제어기의 설계

조원철(Won Chul Cho),이인수(In Soo Lee) 한국정보기술학회 2013 Proceedings of KIIT Conference Vol.2013 No.5

본 논문에서는 비선형 시스템에 적응할 수 있는 신경회로망을 이용한 PID 구조를 갖는 직접 자기동조 제어기를 제안한다. 제어기에 적용되는 플랜트는 잡음, 시간지연이 존재하며 파라미터가 변하는 비선형 시스템이다. 비선형 시스템은 선형부분과 비선형부분으로 분리한 형태로 구성되며, 제어기는 외부환경 변화에 적응할 수 있는 PID 제어기 특성을 가진 자기동조 PID 제어기이며 설계계수의 값은 확률근사법인 Robbins-Monro 알고리듬을 이용하여 자동조정하였다. 선형부분의 제어기 파라미터는 순환최소자승법으로 직접 추정하고 비선형부분의 파라미터는 신경회로망으로 추정한다. 그리고 각 부분에서 추정한 파라미터를 합한 후 비선형 일반화자기동조 제어기의 제어법칙에 적용한다. 제어 알고리듬의 타당성을 확인하기 위해 시간 지연이 있고 일정한 시간이 경과한 후 시스템의 파라미터가 변하는 비선형 시스템에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. This paper presents a direct nonlinear self-tuning PID controller using neural network which adapts to the changing parameters of the nonlinear system with noises and time delays. The nonlinear system is divided linear part and nonlinear part. The controller are used the self-tuning PID controller that can combine the simple structure of a PID controllers with the characteristics of a self-tuning controller, which can adapt to changes in the environment. The self-tuning control effect is achieved through the RLS as well as through the Robbins-Monro algorithm. The linear controller parameters are obtained by the recursive least square. And the nonlinear controller parameters are achieved the through the Back-propagation neural network. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, the computer simulation results are presented to adapt the nonlinear system with noises and time delays and with changed system parameter after a constant time. The proposed PID type nonlinear self-tuning method using neural network is effective compared with the conventional direct adaptive controller using neural network.

파력에 의한 돌핀의 거동 특성

조원철,윤경석,Cho, Won Chul,Yoon, Gyeong Seug 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 B Vol.29 No.3B

본 연구에서는 우리나라 인천 남구 시화호 연안의 퇴적토를 가토제(containment dyke)내에 펌핑 매립한 인천 LNG 인수기지 조성부지 내의 준설지반과 인근 시화호 조성공사 지역의 해성퇴적토에 대해 토질시험을 실시하여 토질정수를 산정하고, 돌핀 기초말뚝의 배열 조건을 달리하여 태풍 내습 시 돌핀에 작용하는 최대 파고에 의한 돌핀 기초말뚝의 변위, 전단력과 모멘트에 대한 거동 특성을 해석하였다. 수치해석 결과, 최대 심해설계파와 만내발생파의 파력에 의한 돌핀구조물의 거동은 일반적으로 준설토와 퇴적토의 지반반력계수 보다는 말뚝 직경의 크기에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타나고 있다. 또한 돌핀구조물 기초말뚝을 직항으로 모델링한 경우와 경사말뚝을 조항으로 모델링한 경우, 조항이 직항보다 돌핀에 작용하는 외력에 대해 수십 배 이상의 저항효과가 있는 것으로 나타나고 있다. In this study, the behavior of breasting dolphin caused by the maximum wave height in the coastal area of Incheon has been investigated. The dynamic deflection, shear stress and moment of pile are analyzed using the coefficient of horizontal subgrade reaction resulted from loading tests for different DWT (Dead Weight Tonnage). The dynamic characteristics of pile in accumulated and dredged soils show almost the same pattern. It is shown that the resistance of dolphin to external load increases as the diameter of pile increases. The bettered pile dolphin is more than 10 times stable than the vertical pile type based on the study of dynamic characteristics of dolphin.

중소도시 디자인 지원센터의 필요성에 관한 연구

조원철(Cho, Won Chul) 한국전시산업융합연구원 2014 한국과학예술융합학회 Vol.16 No.-

본 연구는 국가 경제에 매우 중요한 역할을 하는 중소도시 소재의 기업체들이 효과적이고 시기적절한 디자인을 지원받아 회사의 이미지는 물론 제품의 디자인경쟁력을 향상시킬 수 있도록 도울 수 있는 ‘중소도시디자인센터(DCMC: Design Center for Midium-sized City)’의 필요성에 대한 연구이다. 광역도시들과는 달리 지역의 특성을 보다 선명히 가지고 있는 중소 도시들 중, 포항시를 대상으로 하여 기업체들이 실질적으로 요구하는 디자인이 무엇인지를 도출하여 필요성에 대한 근거를 삼았다. 연구의 방법과 범위는 국내의 디자인 센터들의 발전과정 그리고 비전과 설립목적, 주요 지원 사업 등을 관련 보고서와 인터넷 검색 등을 통하여 정리하여 중소도시의 디자인 지원 사업에서 간과해서는 안 될 기본적인 사항들을 정리하였다. 또한 영국, 일본 등 선진한 외국의 사례들 중, 지방 도시의 중소기업들에 대한 디자인 지원사업과 디자인 교육프로그램 등을 조사하였다. 본 연구가 포항시를 중소도시 디자인 센터의 모델로 설정한 만큼 포항시의 일반적인 산업 현황을 요약, 정리하고 이를 근거로 하여 설문에 응한 85개 업체의 응답 내용을 정리하였다. 포항지역의 기업체들을 대상으로 실시하는 최초의 디자인관련 설문이라는 점과 중소도시 디자인 센터의 필요 여부를 파악하는 것이라는 점에서 디자인 현황에 대한 기본적인 질문으로 제한하여 진행하였으며 그 결과를 그래프로 작성하여 분석, 제시하였다. 기존의 디자인 센터들은 권역 내에 소재한 디자인 업체들 중에서 협업업체를 선정하고 디자인을 필요로 하는 중소기업을 연결해주는 지원 방식을 가지고 있지만 중소도시는 전문 디자인 업체가 거의 없다. 따라서 중소도시 디자인센터는 지역의 디자인 필요를 발굴하고 직접 디자인을 개발하는 기능과 디자인 전문 인력육성을 통해 지역을 기반으로 하는 디자인 벤처기업들을 태동하는 모체가 되어야 함을 강조하였다. 지방의 지역 발전과 국가경쟁력 향상의 중요한 기초가 될 중소도시 디자인센터에 대한 연구가 지역의 특성을 잘 반영할 수 있는 지역 대학들과 지자체를 중심으로 지속적으로 연구되어지기를 소망한다. This research presupposes the necessity of Design Center for Medium-sized City(DCMC) that will help medium-sized city businesses, which play an important role for the Korean economy, to be provided effectively and rapidly with necessary design. This, in result, will help improve the businesses’ reputation and strengthen the competitiveness of the product design. Based on Pohang City, one of the small and medium-sized cities that tend to have more clear characteristics compared to metropolitan cities, the needs of practical design of corporations have been drawn. For the methods and range of this research, concerned reports and Internet searches about domestic design centers’ process of development, vision and purpose of establishment, and main supporting business have been made, and the basic guidelines that cannot be overlooked in design supporting business have been organized. Moreover, among the examples of advanced countries like England and Japan, design-supporting business and design-education program in respect of small businesses located in provincial cities have been investigated. Since this research has selected Pohang city as the model for DCMC, Pohang’s general industrial condition has been summarized and organized, and based on this information, 85 Pohang corporations were chosen to survey. Due to the fact that this was the first design-related survey targeting businesses in Pohang area and its purpose was to grasp whether or not DCMC is necessary, the questions were limited to basic subjects related to the current design status. The results of the survey were later made as a graph, analyzed, and proposed. Most of the existing design centers choose the design corporations located within the region as their collaborating enterprise and connect them with small businesses that need design. This, however, is not an appropriate model to small and medium-sized cities where design-specialized companies are nonexistent. Therefore, it is vital for DCMC to detect the necessity of design in regional businesses and create the design personally. Through this, the raise of design-related labor force for the region will naturally accomplish, and design-venture companies will be able to promote. It is hoped that the research about Design Center for Medium-sized City, which will play an important role for both the local development of the region and the national competitiveness, to be continually held by the local government and the regional universities that can reflect the characteristics of the district.

이동 물체의 비거리 측정기 설계

조원철(Won Chul Cho),이인수(In Soo Lee) 한국정보기술학회 2015 Proceedings of KIIT Conference Vol.2015 No.6

본 논문에서는 마이크로파 도플러 모듈을 이용하여 움직이는 물체의 비거리를 비교적 정확히 측정할 수 있는 시스템을 구현하고자 한다. 골프공을 친 후 혼 안테나에서 발생하는 전자파의 송신주파수와 비행을 시작하는 골프공 표면에서 반사되어 되돌아오는 전자파의 수신주파수를 비교하여 도플러 주파수를 발생시킨다. 도플러 주파수는 증폭기를 통과하여 F/V변환기에 의해 DC전압으로 전환되고, DC전압은 디지털 신호 처리부인 A/D변환기를 통해 마이크로컨트롤러에 입력된다. 사용자가 선택한 골프채의 로프트 각도 등의 데이터를 실험을 통하여 구한 비거리 공식에 대입하여 골프공의 비거리를 구한다. 그리고 이를 세븐 세그먼트에 디스플레이 하여 골퍼가 볼 수 있도록 한다. 본 연구에서 개발한 시스템은 비교적 실측거리를 잘 따라가고 있음을 실험을 통하여 확인하였다. This paper provides that the system is calculated the estimated carry distance of a moving object using a microwave doppler sensor. The golfer uses a keypad to enter the golf club and the units of measure for the output display. A doppler radar module is employed to illuminate the golf ball. A reflected return signal is detected and difference pulses are generated, having a frequency which is proportional to the velocity of a ball. The difference pulses are transformed into DC voltage by a F/V converter. The DC voltage is transferred to the microcontroller by A/D converter. The carry distance can be displayed on the device, on a remote display, and/or can be stored in memory for later recall or transmission to an external computer. The experimental results show that the proposed system is quite track to the real distance.