완전궤환 비선형 계통에 대한 적응 신경망 제어기

박장현(Park, Jang-Hyun),김성환(Kim, Seong-Hwan),장영학(Chang, Young-Hak) 한국전기전자학회 2010 전기전자학회논문지 Vol.14 No.3

본 논문은 논어파인 완전궤환 비선형시스템에 대한 적응 신경망 제어기를 제안한다. 제안하는 방법은 원래의 계통식을 새롭게 정의되는 상태변수에 대해서 표준 정규식으로 재구성하여 제어식을 구성함으로써 기존의 알고리듬에서 일반적으로 사용하는 백스태핑(backstepping)을 회피할 수 있다는 장점을 갖는다. 백스태핑을 회피함으로서 본 논문에서 제안하는 새로운 방법은 기존의 제어 알고리듬에 비해서 제어기 구조와 안정도 증명이 현저히 간략해 지게 되는 장점을 갖는다. 제안된 제어기는 미지의 이상 제어식을 근사화하기 위해서 오직 하나의 신경망만을 사용하며 이점 역시 기존의 제어알고리듬이 다수의 신경망을 사용하는 것과 구별되는 점이다. 모의실험을 통하여 제안된 알고리듬의 성능과 효율을 보인다. A new Adaptive neural state-feedback controller for the fully nonaffine pure-feedback nonlinear system are presented in this paper. By reformulating the original pure-feedback system to a standard normal form with respect to newly defined state variables, the proposed controller requires no backstepping design procedure. Avoiding backstepping makes the controller structure and stability analysis considerably simple. The proposed controller employs only one neural network to approximate unknown ideal controllers, which highlights the simplicity of the proposed neural controller. Simulation examples demonstrate the efficiency and performance of the proposed approach.

풍력용 동기발전기의 전기자 반작용을 이용한 전기 제동방식에 관한 연구

박귀열(Park Gui-Yeo),문채주(Moon Chae-Jo),정의헌(Cheang Eui-Heang),장영학,김의선(Kim Eui-Sun) 한국태양에너지학회 2010 한국태양에너지학회 논문집 Vol.30 No.4

The mechanical parts of small wind power generator less than 10 ㎾ are manufactured in the form of removing most of the accelerators. The braking system to protect blade from damages caused by high wind speed is manufactured in a manner having apparatus system(furling), manual brake or no brake. This study is on braking system in small size wind power generator, and carried out survey as following steps by applying electric braking system which uses armature reaction. We explained the principle of electric braking system and the principle of existing braking system. Also, this paper interpreted short circui tcurrent through open circuit and short circuit, as well as checking brake system's action using armature reaction with real construction of control device.

에너지 자립섬을 위한 신재생복합발전시스템의 최적용량 설계에 관한 연구

장봉철,문채주,장영학,박태식,정문선,Chang, Bong-Chul,Moon, Chae-Joo,Chang, Young-Hak,Park, Tae-Sik,Jeong, Moon-Seon 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.11

최근 발전원가가 높은 도서지역의 디젤발전을 신재생에너지로 대체하는 추세이다. 이에 따라 전라남도는 디젤발전기에 의존하여 섬에 전기를 공급하는 지역을 대상으로 태양광과 풍력 그리고 에너지 저장장치 등을 이용한 친환경에너지원을 통해 전기를 공급하는 에너지 자립섬 조성사업을 추진하고 있다. 하지만 신재생에너지원의 용량 설계는 환경적, 지형적 조건으로 부하에 100%로 대응할 용량의 신재생에너지원을 설치하기란 어렵다. 또한 경제성 있는 하이브리드시스템 최적 구성을 위해서는 설계 단계부터 기후조건과 부하패턴 분석을 통해 시스템 구성요소의 적절한 용량 설계와 효과적인 운영을 고려한 마이크로그리드 설계가 요구된다. 따라서 본 논문에서는 서남해안에 위치한 도서지역 중 300호 이상의 가구수를 갖고 증설이 요구되는 거문도를 대상으로 디젤 발전량 중 40%를 신재생에너지원으로 대치하는 하이브리드 발전시스템을 구성하여 최적조합과 용량산정 그리고 경제성에 대한 연구를 수행하고자 한다. The recent trend is that diesel power generation on islands where its prime cost for power generation is high is replaced by new and renewable energy. Therefore, south Jeolla province is progressing the construction project of self-sufficient islands for the areas where power is supplied by depending on diesel generators, which is the project that power is supplied through eco-friendly energy source using sunlight, wind power and energy storage device etc. However, it is difficult to construct new and renewable energy source with the capacity to respond to the load perfectly due to its environmental and geographical conditions regarding capacity design of new and renewable energy. Besides, Microgrid design considering appropriate capacity design of the system components and efficient operation is required through the analysis of climate conditions and load patterns from the design stage for optimal composition of a hybrid system with economic feasibility. Therefore, this study is aimed to conduct a research on optimal combination, capacity calculation and economic feasibility by comprising a hybrid power generation system which will replace 40% of power generation by diesel as new and renewable energy source for Geomun Island where has more than 300 households and requires expansion of the facility among islands located in southwest coast.

독립형 하이브리드발전시스템 최적설계에 관한 연구

정문선,문채주,장영학,박태식,이숙희,Jeong, Moon-Seon,Moon, Chae-Joo,Chang, Young-Hak,Park, Tae-Sik,Lee, Suk-Hee 한국전자통신학회 2015 한국전자통신학회 논문지 Vol.10 No.2

The majority of electric power in the domestic manned islands with off-grid power system is supplied by the diesel generators. However, in the case of off-grid islands the fuel cost is more expensive to inland areas and difficult to transport them to islands. So the development of renewable energy system using natural resource have been recently introduced. But renewable energy that depend on the natural environment, it is necessary to organized the hybrid system with existing diesel engine because the energy is difficult to maintain stable electric power. This paper presents the results of a feasibility study of hybrid system with energy storage system such as wind, solar, battery and diesel engine. The study included off-grid island as the Seogeochado islands located in Jeolanamdo Province. And, the paper proposed a optimal capacity of hybrid system configuration to maintain carbon free with minimum investment cost. the analysis of economic adaptability performed by HOMER program. 전력계통이 연계되지 않는 국내 유인도서의 대부분의 전력은 디젤발전기를 통해 공급하고 있으나 도서지역의 경우 유류비가 내륙지역에 비해 비싸고 이를 운송하는 것이 어렵다. 이러한 이유로 최근 자연자원을 활용하여 신재생에너지원을 도입을 하고 있지만 자연환경에 의존하는 신재생에너지원은 안정적인 전력공급이 어렵기 때문에 기존 디젤발전과 신재생에너지가 포함된 하이브리드시스템을 통해 전력을 공급하는 것이 필요하다. 본 논문은 풍력, 태양광, 배터리 및 디젤엔진 등 에너지저장장치를 포함한 하이브리드시스템의 타당성 연구결과를 설명한다. 이 연구 대상은 전력계통에 연계되지 않은 전라남도 서거차도이며, 최소비용을 투자하여 탄소배출을 최소화하는 최적 용량의 하이브리드시스템 구성을 제안한다. 이 시스템에 대한 경제정인 적합성은 HOMER 프로그램을 사용하여 분석하였다.

마이크로그리드용 50kW급 PMSG 설계에 관한 연구

정문선,문채주,김형길,장영학,박태식,Jeong, Moon-Seon,Moon, Chae-Joo,Kim, Hyoung-Gil,Chang, Young-Hak,Park, Tae-Sik 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.4

본 논문에서는 마이크로그리드 적용을 위한 50kW 풍력발전기를 설계하였으며, 발전기의 해석은 maxwell 2D 상용프로그램을 사용하였다. 특히 제안된 PMSG는 코깅토크를 줄이고자 offset과 skew를 적용하였다. 최적의 옵셋과 스큐는 2mm와 전기각 60도를 제안하였다. 부하운전시 모의결과는 평균 고조파 1.3%, 전압 322.41V, 전류 94.95A, 철손 9.73W, 와류손 73.68W, 동손 3.52kW로 나타났다. 계산된 발전기 용량은 61.56kW이며, 제안된 설계절차는 더 큰 용량의 발전기설계에 적용할 수 있다. In this paper, the 50kW aerogenerator which is applicable to the microgrid was designed and analyzed by using commercial simulation program Maxwell 2D. Particularly, the suggested PMSG to reduce the cogging torque introduced the offset and skew concept. The suggested optimal value of offset and skew was decided by 2mm and 60 degree of electric angle. The simulation results of the PMSG when load operation condition showed the average harmonic distortion 1.3%, voltage 322.41V, current 94.95A, and iron loss 9.73W, eddy current loss 73.68W, copper loss 3.52kW. The capacity of aerogenerator calculated 61.56kW, and the suggested design process can be applied to higher capacity generator.

소형풍력발전기의 제동 방법에 관한 연구

박병주(Byeong-Ju Park),문채주(Chae-Joo Moon),장영학(Young-Hak Chang),김상만(Sang-Man Kim) 전력전자학회 2012 전력전자학술대회 논문집 Vol.2012 No.11

전라남도 에너지 자립섬 추진 전략

문채주(Chae-Joo Moon),장영학(Young-hak Chang),박태식(Tae-sik Park),정문선(Moon-seon Jeong) 한국신재생에너지학회 2015 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.6

이동로봇의 마그네틱디스크를 이용한 속도 측정방법

이용준(Yong-Jun Lee),장영학(Yong-Hak Chang),유영재(Young-Jae Ryoo),이상진(Sang-Jin Lee),박민규(Min-Kyu Park),임대영 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.19 No.2

본 논문에서는 마그네틱디스크를 이용한 이동로봇의 속도측정법을 개발하였다. 이동로봇의 주행 제어를 위해서는 엔코더를 이용하는 방법이 보편적이나 장착 공간 확보 및 사용 환경이 제한되는 단점이 있다. 이동로봇의 바퀴에 쉽게 부착하여 속도를 측정에 사용할 수 있는 마그네틱디스크를 설계 및 개발하였다. 개발된 마그네틱디스크를 이용한 속도측정법을 검증하기 위해 이동로봇에 장착하여 속도측정 실험을 실시하였다. 실측한 데이터를 바탕으로 실제 속도와 측정된 속도를 비교하여 성능 및 정확성을 검증하였다.

풍력 발전 계통의 적응 신경망 제어기 설계

박장현(Jang-Hyun Park),김성환(Seong-Hwan Kim),장영학(Young-Hak Jang) 대한전기학회 2011 전기학회논문지 Vol.60 No.4

This paper proposes an online adaptive neuro-controller for a wind energy conversion system (WECS) that is a highly nonlinear system intrinsically. In real application, to obtain exact system parameters such as power coefficient, many measuring instruments and implementations are required, which is very difficult to perform. This shortcoming can be avoided by introducing neural network in the controller design in this paper. The proposed adaptive neural control scheme using radial-basis function network (RBFN) needs no system parameters to meet control objectives. Combining derivative estimator for wind velocity, the whole closed-loop system is shown to be stable in the sense of Lyapunov.

완전 궤환 비선형 계통에 대한 자기 구조화 퍼지 시스템을 이용한 상태변수 및 출력 궤환 적응 제어기

박장현(Jang-Hyun Park),김성환(Seong-Hwan Kim),장영학(Young-Hak Jang),유영재(Young-Jae Ryoo) 대한전기학회 2012 전기학회논문지 Vol.61 No.9

Globally stabilizing adaptive fuzzy state- and output-feedback controllers for the fully nonaffine pure-feedback nonlinear system are proposed in this paper. By reformulating the original pure-feedback system to a standard normal form with respect to newly defined state variables, the proposed controllers require no backstepping design procedures. Avoiding backstepping makes the controller structure and stability analysis to be considerably simplified. For the global stabilty of the clossed-loop system, the self-structuring fuzzy system whose memebership functions and fuzzy rules are automatically generated and tuned is adopted. The proposed controllers employ only one fuzzy logic system to approximate unknown nonlinear function, which highlights the simplicity of the proposed adaptive fuzzy controller. Moreover, the output-feedback controller of the considered system proposed in this paper have not been dealt with in any literature yet.