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비선형 ARX 모델을 이용한 센서 고장에 강인한 추진체 제어기 설계
김중회(Jung hoe Kim),김동춘(Dongchoon Gim),이상정(Sang jeong Lee) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
일회성 비행체의 경우 임무 수행 시작 후에 발생하는 센서 등이 고장 나더라고 이를 극복하고 임무를 완료할 수 있게 강인하게 추진체 제어기를 설계하여야 한다. 이러한 비행체에는 중요 센서의 고장에 대비하여 대체 가능한 센서를 여분으로 장착하여 내결함성을 향상시키고 있다. 이 경우 추가 센서 장착으로 인해 비행체의 가격이 상승하게 된다. 본 논문에서는 NARX 모델을 사용하여 적용대상 추진체의 속도 센서를 대치 가능하게 하였고 각각의 센서 신호는 모델 기반의 고장 진단을 수행하여 고장 식별을 하였다. 설계된 NARX 및 고장 진단 알고리즘은 최적화하여 TI 사의 TMS320F2812 에 탑재되어 실시간으로 HIL 장비와 연동될 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 최소한 의 센서를 적용하여 일회성 비행체의 내결함성을 향상시키고 복잡한 고장 상황하에서 주어진 임무를 완료할 수 있는 추진체 제어기의 설계하여 HIL 환경에서 시험하여 적용 가능성을 확인하였다. A propulsion controller for one-time flight vehicles should be designed robustly so that it can complete its missions even in case sensor failures. These vehicles improve their fault tolerance by back-up sensors prepared for the failure of major sensors, which raises the total cost. This paper presents the NARX model which substitutes vehicles" velocity sensors, and detects failure of sensor signals by using model based fault detection. The designed NARX model and fault detection algorithm were optimized and installed in TI"s TMS320F2812 so that they were linked to HILS instruments in real-time. The designed propulsion controller made the vehicle to have better fault tolerance with fewer sensors and to complete its missions under a lot of complicated failure situations. The controller"s applicability was finally confirmed by tests under the HILS environment.
김중회(Jung hoe Kim),김동춘(Dongchoon Gim),이상정(Sang jeong Lee) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5
비행체의 경우 운용 중에 센서 등의 고장이 발생하더라도 이를 극복하고 지속적으로 운용이 가능하게 설계하여야 한다. 이러한 비행체에는 중요 센서의 고장에 대비하여 대체 가능한 센서를 여분으로 장착하여 측정값에 대한 신뢰성을 확보하고 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 적용 대상 터보제트엔진의 센서 측정값을 MIMO NARX 모델을 사용하여 센서 결함이 발생하더라도 상태추정을 통하여 대치 가능함을 보였고, HILS 장비에 적용할 수 있는 엔진 모델로 사용가능함을 보였다. A propulsion controller for vehicles should be designed to overcome a sensor failure during a flight, and it is necessary to control the system properly at any circumstances. Therefore, the vehicles need to retain reliability on the sensor measurements by implementing extra sensors to replace the original control sensors in case of their failure. This paper presents the MIMO NARX model by simulation which substitutes measured values with estimated ones by the state estimation technique in case of a sensor failure in a turbojet engine. It is also presented that the NARX model can be adapted as an engine model in HILS equipments.
퍼지-슬라이딩모드제어기를 이용한 터보제트엔진의 강건제어
김중회(Jung hoe Kim),김동춘(Dongchoon Gim),이상정(Sang jeong Lee) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
본 연구의 제어 대상 시스템인 터보제트엔진은 다양한 조건에서의 높은 기동성이 요구되며 구조모델을 단순히 하여 연료유량의 제어만을 이용하여 엔진의 회전속도를 제어할 수 있다. 제어 측면에서는 연료유량을 통한 추력제어와 엔진에 대한 보호를 동시에 수행하여야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 전통적인 PID, LQG/LTR, 퍼지, 가변구조, H∞ 등의 제어이론이 연구 및 적용되어 왔다. 본 연구에서는 엔진서지를 방지하기 위하여 기준 가속 및 감속도를 설정하고, 이를 퍼지-슬라이딩 모드 제어기로 연료유량을 제어하여 엔진의 가감속이 기준 가감속도 내에서 정밀하게 추종하여 과도 상태 및 정상상태 오차를 개선됨을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. Turbojet engine are required to have high maneuverability in a variety of flight conditions, and their rotational speed of the engine can be controlled by varying the fuel flow due to their structural simplicity. In term of the control strategy, thrust control by the fuel flow and engine protection should be carried out at the same time. In order to achieve these objectives, the traditional PID, LQG/LTR, fuzzy, variable structure, H∞ control theories have been applied in many research papers. In this study, the fuel flow is controlled by the fuzzy-sliding mode controller and the standard acceleration/ deceleration speed rate is also set to prevent engine stall by the fuzzy-sliding mode controller. Simulation confirmed that the engine"s acceleration and deceleration speed followed the preset standard and thereby transient and steady state error were improved.
윤제열,김중회,오은미,박호종,Yoon, Jae-Yul,Kim, Jung-Hoe,Oh, Eun-Mi,Park, Ho-Chong 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.1
주변 잡음이 심한 환경의 음성 통신에서 음성 명료도는 주변 잡음의 마스킹 효과로 인하여 크게 저하된다. 본 논문에서는 잡음 환경에서 음성 명료도를 향상시켜 통화 품질을 높이는 새로운 방법을 제안한다. 청각 이론에 의하면 음성의 시간축포락선은 명료도 결정에 중요한 역할을 한다. 이에 따라 본 논문에서는 대역별 시간축 포락선의 변화를 강화하여 명료도를 향상시키는 방법을 사용하며, 음질을 추가로 향상시키기 위한 피치 강화동작을 포함한다. 또한, 실제 통화상황에서의 정확한 주관적 성능 평가를 위하여 양 귀를 이용하는 새로운 주관적 성능 평가 방법을 제안한다. 제안하는 평가 방식을 통하여 제안하는 명료도 향상 기술의 성능을 평가하였으며, 명료도와 음질이 모두 향상되는 것을 확인하였고, 동작 파라미터 조정을 통하여 명료도와 음질 사이의 상호 관계가 조정되는 것을 확인하였다. In speech communications in noisy environments, speech intelligibility is seriously degraded due to the masking effect of ambient noise. In this paper, a new method to improve speech intelligibility in noisy environments is proposed. Based on the perception theory that the temporal envelope plays a major role in determining intelligibility, the proposed method uses a novel operation that enhances the fluctuation of band-wise temporal envelope and also contains pitch enhancement for improving speech naturalness. In addition, a new subjective evaluation scheme employing binaural listening is proposed in order to measure more reliable performance. The subjective performance measured with the proposed scheme shows that the proposed method improves both intelligibility and naturalness in various environments, whereas a function parameter can control the performance trade-off between intelligibility and naturalness.
손종대(Jongdae Son),김중회(Jung-hoe Kim),이재윤(Jae-yun Lee),김태완(Taewan Kim),윤수희(Soohee Yoon),이용환(Yonghwan Lee),곽근녕(Geunnyeong Kwak),정순배(Soonbae chung) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
추진시스템 전자 제어장치는 추진시스템 내부의 각종 센서신호를 입력 받아 신호처리를 통해 제어알고리즘을 수행하는 장치이다. 기존의 아날로그 센서를 이용한 시스템에서는 센서와 전자제어장치의 전송에 의한 영향으로 신호감쇄가 일어나고 노이즈에 민감한 단점이 있었다. 디지털센서는 센서와 AMP, AD Converter가 하나의 모듈 안에 포함되어 있어 전송선에 의한 영향을 감소시킬 수 있으며, 전자제어장치에서 별도의 S/W 필터를 적용할 필요가 없어 제어 알고리즘의 수행시간을 단축시킬 수 있다. 본 논문에서는 디지털센서를 사용한 전자제어장치의 회로설계 및 제어알고리즘 적용에 따른 신호처리 방안에 대한 내용을 기술하였다. Electronic control units for propulsion systems are devices which compute control algorithm by processing the systems" internal sensor signals. Due to the effect of transmission between sensors and a control unit, previous analog systems have drawbacks of signal attenuation and susceptibility to noises. However, a digital sensor can be less influenced by the electrical cable line as it includes sensor, AMP, and AD converter in one module. In addition, it can reduce the process time for control algorithm because extra S/W filtering process is not needed. The current study shows how to process signals for an electronic control unit using digital sensors.