고에너지 방사선에 의한 X-선 필름의 특성에 관한 연구

이재성 부경대학교 산업대학원 2001 국내석사

능동회로에서의 노이즈 규명 및 저감에 관한 연구

오경석 고려대학교 대학원 2006 국내석사

본 논문에서는 능동회로 각 부위에서 탐지되는 개별신호들의 상관관계 정보를 이용한 N.S.S (Noise Source Surface)개념을 이용하여 그 노이즈 원천의 위치를 규명하였다. 기본개념은 능동회로의 각 부위에 탐지되는 신호들을 수집하여 각 신호들의 상관함수값이 최대일 때의 시간지연값()으로 N.N.S를 구성하여 이에 보여지는 특징을 통해 노이즈가 발생되는 위치를 규명하는 방법이다. 또한 SVM을 사용하여 파형의 특징을 표현할 수 있는 전압, 주파수, 자기상관의 최대값의 시간을 데이터로 사용하여 파형의 정상상태와 비정상상태를 구분하는 고장 진단 방법을 제안하였다. 그리고 평균 방법(Averaging Method)보다 시간을 단축할 수 있고 특정주파수만 통과 시킬 수는 장점을 가지고 있는 MPM(Matrix Pencil Method)을 이용한 실험을 통해 기존의 필터보다 저감성능이 좋은 것을 확인하였다. 더 나아가 외부에서 그 세기를 조절하는 랜덤 노이즈를 가하여 시스템 내부의 노이즈를 저감시킬 수 있는 바 능동회로에서 외부 노이즈를 이용하여 내부 노이즈를 저감할 수 있다는 가능성을 실험으로 확인하였다. Locations of noise source in active circuits is identified via N.S.S.(Noise Source Surface). The basic concept of the idea is to identify the noise source from the N.S.S which is constructed in terms of time delay when the correlation function value of the collected signals in each sections of the system is maximum. Also a diagnostic technique using SVM to distinguish the normal state from the abnormal state of the system is proposed by using voltage, frequency and maximum value of cross-correlation which enable to represent the characteristics of the output signal. Using MPM(Matrix Pencil Method) which can reduce the noise in shorter period of time than averaging method and enable to pass the specified frequency, better performance than existing filters is confirmed by experiment. Experiment is conducted by adjusting the noise intensity in the input signal to show the feasibility of the noise reduction in the system signal.

네트워크 기반의 강화학습 알고리즘과 시스템의 정보공유화를 이용한 최적경로검색 및 구현

민성준 고려대학교 대학원 2006 국내석사

본 논문에서는 환경과 시스템의 상호작용을 통한 경험에 의해 습득된 정보를 개체간 네트워크를 통하여 갱신하는 과정을 구성하는 연구를 하였다. 기존의 연구에서는 강화학습 알고리즘을 이용하여 임의의 구역에 대한 지도 정보를 습득하고 이를 바탕으로 개체들 각각의 최적의 행동 정책을 구성하는 바 이 때 각각의 개체는 이러한 행동 정책을 바탕으로 한 최단 경로를 소유하게 된다. 그러나 본 논문에서는 더 나아가 각 개체간 네트워크를 구성하여 개체가 가지고 있는 최단경로에 대한 비교를 함으로써 정보에 대한 우위를 결정하는 과정을 추가하였다. 이를 바탕으로 최종적으로 선택된 경로에 대한 정보를 업데이트하여 구성된 네트워크를 통한 개체간 데이터를 동시에 공유하는 과정을 거쳐서 각각의 시스템이 스스로 정보를 갱신하는 방법을 제안하였다. 이에 하나의 Map이 아닌 다수의 Map에 대한 정보 역시 공유하게 되어 데이터의 다양화를 추구하였다. 또한 제안한 개념의 적합성을 입증하기 위하여 개체간의 정보를 통합하고 비교하는 실험을 Micro Mouse를 이용하여 여러 가지 지도상에서 수행, Simulation의 결과와 일치하는 성공적인 결과를 얻었다. This treatise studies composing process that renew information mastered by interactive experience between environment and system via network among individuals. In the previous study map information regarding free space is learned by using of reinforced learning algorithm, which enable each individual to construct optimal action policy. Based on those action policy each individuals can obtain optimal path. Moreover decision process to distinguish best optimal path by comparing those in the network composed of each individuals is added. Also information about the finally chosen path is being updated. A self renewing method of each system information by sharing the each individual data via network is proposed Data enrichment by sharing the information of many maps not in the single map is tried. Numerical simulation is conducted to confirm the propose concept. In order to prove its suitability experiment using micro-mouse, it is carried out to integrate and compare the information between individuals in various types of map and reveals successful results.

유연 체에 가해진 불규칙한 외란의 규명 및 LMI 기법을 통한 제어에 관한 연구

정근용 고려대학교 대학원 2005 국내석사

This thesis is focused in two ways on the problem of 1-dimensional system under noise-type disturbance whose basic characters such as physical location of source are totally unknown. First, the noise implied on the system is identified by using correlation function. In order to identify the noise source location, signals from each points on the system are detected through piezoelectric sensors, and the location is identified by a concept called "Noise Source Surface". Second, the system is formulated in the physical domain and transformed to the stochastic domain to elicit a control gain. LMI approach is used to find proper feedback gain from the ordinary differential equation in stochastic domain for the system. The gain is adopted to the system in the physical domain to confirm the performance of LMI technique. Successful performance of proposed idea for identification and control is revealed via simulations and experiments for the system. In the experiment Piezo-ceramic is used to control the system, laser variation detector is used to get the information of the variation of beam's fluctuation.

불규칙한 잡음에 노출된 자기장에서의 확률제어기법을 이용한 안정화 구현

고일관 고려대학교 대학원 2007 국내석사

불규칙한 노이즈에 교란되고 있는 자기장을 확률제어기법을 사용하여 안정화하는 연구를 수행하였다. 즉 균일한 자기장이 랜덤 성향의 노이즈에 노출되었을 때에 이를 확률적으로 제어하였다. 기존의 확률제어기의 설계기법은 다양한 대수적인 과정과 함께 확률밀도함수의 해석적인 해를 구하기가 곤란한 점 그리고 또 실시간 적용이 또한 용이하지 않았다. 이를 해결하기위하여 본 논문에서는 F-P-K 방정식의 새로운 해를 이용하여 용이하게 그리고 실시간제어가 가능한 확률제어기법을 새로이 제안하였다. 본 논문에서는 F-P-K 방정식의 근사해를 구하는 방법을 채택하여, 이를 이용한 실시간 확률제어기를 설계하는 법을 연구하였다. 또한 이 방법을 불규칙한 노이즈에 노출된 헬름홀쯔형의 자기장 시스템에 적용하였는바 실시간으로 자기장의 노이즈를 제어하여 감소시키며 자기장의 세기를 보다 안정화 시킬 수 있었다. 이를 통하여 F-P-K 방정식의 근사해를 사용한 확률제어기가 기존의 방법보다 더 실용적임을 실험적으로 확인하였다. Stabilization of magnetic field disturbed due to irregular noise by implementing a stochastic controller is studied. Homogeneous magnetic field exposed to random type noise is considered and it is stochastically controlled. Previously developed stochastic controller has limitation its applicability and its usefulness due to tedious algebraic process which should be done by hand, difficulties in getting analytical solution of F-P-K equation and realtime implementation. A design technique of stochastic controller which enables real time control is newly proposed. A design method of stochastic controller utilizing approximated solution of F-P-K equation is studied. The newly proposed controller is implemented to magnetic field of Helmholtz type system experiencing random fluctuation in its magnetic intensity. Experiments of the magnetic field system under random magnetic noise revealed that it successfully stabilize the field by new stochastic controller, which confirms its much more practicalness than existing stochastic controller.

다종기기를 공통주소화하는 망기술을 이용한 홈오토메이션 구현

김홍윤 고려대학교 대학원 2007 국내석사

경제적이며 효율적이고 유연한 새로운 홈오토메이션기술을 연구하였다. 첫째, 하나의 리모트(remote) 장치가 한 종류의 장치만을 통제하며, 또 휴대폰으로 제어할 때에의 부가사용료 등 기존의 홈오토메이션(Home Automation) 기술의 문제점을 보완하기 위해 무선(WIRELESS) LAN을 사용하여 홈오토메이션 시스템을 구성하였다. 제어장치로는 조명기기, 팬, 밸브, 서보모터 등과 특히 대중화 된 USB web camera를 사용하여 간단한 감시기능을 할 수 있는 시스템도 구현하였다.둘째, 무선 홈 네트워크를 구성하는 기기에 고유의 주소를 할당하고 이를 MCU에서 출력되는 주소DATA와 비교 연동하며 이를 기반으로 기기간의 간섭이나 혼선이 방지되는 다종기기의 효과적인 통제시스템을 구현하였다. 셋째, 본 기술을 LabVIEW 기반에서 구현함으로써 그 운용성과 활용도를 극대화하였는바 제안한 다종기기간의 주소부여 및 시스템 제어기법의 성공적인 적응성과 LabVIEW기반으로 한 효율성을 본 시스템의 실험을 통하여 확인하였다. Economic, efficient and flexible technique for new home automation based on wireless LAN is studied. Firstly, in order to resolve the problems of inadaptability in operation and additional charge when using mobile-phone in the conventional home automation system, new home automation concept in wireless LAN base is proposed and constructed to control various devices in systematic manner. A simple surveillance system using USB web camera is also realized based on the proposed concept. Secondly, each devices in home automation networking system are assigned the address of their own and compared with those in MCU, accordingly precise and effective control without interference among multi devices in home automation system is possible. Thirdly, the performance and usability of the proposed concept of control in conjunction with assigning common address on multi devices is successfully confirmed via LabVIEW based physical experiment.

개방형 아키텍처를 기반으로 한 무인차량의 자율주행기술 구현

지태영 고려대학교 대학원 2007 국내석사

본 논문에서는 군사용 무인자율차량을 대상으로 미래의 다양한 기술의 진화를 고려한 개방형 아키텍처를 구현하기 위해 공통 통신 환경을 제공하는 미들웨어 개념의 노드 매니저를 새롭게 개발하여 여러 무인차량과 운용통제장치(Operation Control Unit)가 통합 운용되는 시스템 도메인 및 범용 컴퓨터 기반의 노드에 적용하여 그 신뢰성을 입증하였다. 제안된 개방형 아키텍처는 무인시스템의 지속적인 연구개발 및 상호운용성을 목적으로 응용계층에서 S/W 컴포넌트 사이의 메시지나 동작과 같은 인터페이스를 정의하는 하나의 표준형식이다. 본 아키텍처는 단위로봇을 하나의 시스템으로 간주하는 것이 아니라 다양한 로봇이 운용되는 도메인(Domain)을 하나의 시스템으로 정의하여 각 로봇을 부체계(subsystem)로 정의하고 부체계는 여러 개의 노드로 구성된다. 각 노드는 다양한 컴포넌트들로 구성된다. 본 연구에서는 개방형 아키텍처를 구현하기 위해 최근에 JAUS(Joint Architecture for Unmanned System) Working Group에서 제안된 참고구조를 적용하고 효율적인 통신 인터페이스를 위해 각 단위 Node 내에 운용체계와 컴포넌트들 사이에서 공통 통신 환경을 제공해주는 미들웨어 개념의 노드 매니저를 독창적으로 개발하였다. 노드 매니저는 응용계층에서 하드웨어(CPU 등), 운영체계(O/S)에 독립적인 통신 인터페이스를 관장하여 새로운 인터페이스나 응용계층에서 구현된 핵심기술의 발전을 쉽게 수용할 수 있도록 구현하여 3종의 실험차량을 통해 아키텍처의 개방성을 입증하였다. 또한, 야지 및 험지에서 군사용으로 운용가능한 자율주행기술을 개방구조에서 통합적으로 구현하기 위해 추가적으로 기존의 경로계획 방법에서는 고려되지 않았던 지형의 경사도를 고려한 거리변환 알고리즘을 적용하여 새로운 최적경로검색 방법을 제안하여 그 타당성을 입증하였다. 그리고 지역경로계획과 상관없이 센서 인지 범위 내에서 무인자율차량에 근접한 장애물에 대해 긴급회피 가능한 실시간 알고리즘을 제안하여 실험을 통해 입증하였다. In this dissertation, We newly developed a node manager of middleware concept providing common communication environments to apply a system domain where several unmanned vehicles are operated together with OCU(Operation Control Unit) and nodes based on general computers to implement open architecture considering the advancement of a variety of technologies for unmanned autonomous vehicles in the future and validated the reliability of the node manager. The proposed open architecture is a standard format defining interfaces such as messages or actions between S/W components in the application layer for the purpose of continuous research, development and mutual operation of unmanned systems. The architecture defines domain operated with various robots as a system and defines each robot as a subsystem composed of several nodes. In this study, we adopted a reference structure recently proposed by JAUS(Joint Architecture for Unmanned System) Working Group and newly developed a node manager of middleware concept providing common communication environments among nodes and components for effective communication interfaces to implement a open architecture. The node manager was developed to easily absolve new interfaces or core technology advancement in the application layer by managing communication interfaces independent of hardware(CPU, etc.) or operation system(O/S) in the application layer. We verified the effectiveness of the newly proposed node manager and the openness of the architecture through three kinds of unmanned experimental vehicles. In addition, we proposed a new optimal path planning method appling distance transform algorithm based on the terrain gradient not considered in the classical path planning methods to implement the autonomous technologies for military on rough terrain in the open architecture. And we proposed and verified a real time emergency avoidance algorithm against obstacles lying within unmanned vehicle's sensing range regardless of the local path plan.

LMI 기법을 이용한 복합 생체 시스템 제어에 관한 연구

오용설 고려대학교 대학원 2005 국내석사

"본 논문에서는 먼저 생체 조직의 전기적 특성을 알아본 후 , 생체 조직과 전기.전자.기계로 구성된 복합 생체 시스템을 구성하고 LMI 기법을 이용한 제어기 설계 방법을 제시하고자 한다. 복합 생체 시스템은 생체 조직이 갖는 고유성으로 인하여 일반적인 전기.전자.기계 시스템과는 다른 특성을 보인다. 본 논문에서는 이러한 생체 조직의 고유한 특성을 고려하여 , 저항과 정전용량을 갖는 전기적 임피던스 성분으로 생체 조직을 모델링하였다. 생체 조직의 저항 성분과 정전용량은 분자적 특성 및 이질성등 생체 조직의 이완 및 수축 현상으로 인하여 시간과 주파수에 의존하는 경향을 보인다. 또한, 생체 조직은 일정 수준 이상의 전원에 대하여 쉽게 변형.변성되므로 생체 조직이 포함된 복합 생체 시스템은 입력 제한을 갖는다. 따라서 이러한 입력 제한을 갖고, 시간과 주파수 의존적인 복합 생체 시스템을 보다 효율적으로 제어하기 위하여 LMI (Linear Matrix Inequalities) 기법을 적용한 제어기를 설계하였다. 설계된 제어기의 검증을 위하여 수치모의실험을 수행하고 실험을 통하여 타당성을 확인하였다. " This thesis proposes a design method for state feedback controller using LMI technique for hybrid bio-system consisting of electrical , electronic , mechanical and biological materials elements as well, which is a typical form of cyborg system. Bio-element reveals peculiar characteristics due to its own uniqueness. Considering its characteristics, bio-elements are modelled in terms of cellular liquid resistance and cell membrane capacitance. The function of resistance and capacitance in bio-elements show dependency on time and frequency because of their relaxation and compression phenomena due to its molecular characteristics and heterogeneity. Also since biological material are easily changeable in its physical and chemical characteristics by high level of power, input power for bio-elements are strictly restricted to certain limit in low level. In order to control the hybrid bio-system depending on time and frequency under strictly limited input power, the controller utilizing LMI technique is designed. Numerical simulation and experiments are conducted to justify the idea and verify the performance of the designed controller.

확률론적 시스템 규명 기법을 이용한 전류센서의 정체성 파라미터 도출 방법 연구

김진환 고려대학교 대학원 2009 국내석사

본 논문에서는 다양한 원인에 의해서 발생하는 노이즈가 포함된 전류센서의 출력만을 가지고 시스템 파라미터의 규명에 대하여 연구하였다. 또한 close-loop 전류센서를 회로 모델을 통하여 2차 미분 방정식의 형태로 모델링 하였다. 최근 개발된 확률영역에서의 시스템 규명 기법을 적용하였으며 이는 확률 거동 해석 방법 중의 하나인 F-P-K(Fokker-Planck-Kolmogorov) method를 이용한다. 또한 close-loop 전류 센서의 출력 신호를 정상상태의 모멘트 응답으로 변화한 후, 역변환 시켜 시간영역에서 close-loop 전류 센서의 파라미터를 규명하였다. 본 연구에서 노이즈의 세기가 달라지더라도 동일한 값을 갖는 파라미터를 얻었고 이는 시스템 파라미터를 이용하여 얻을 수 있을 뿐만 아니라 정상상태의 모멘트 응답을 가지고도 얻을 수 있다. 또한 노이즈 세기에 무관한 이 파라미터를 ‘정체성 파라미터’로 정의한다. close-loop 전류 센서의 정체성 파라미터를 규명하였는바 이를 numerical simulation과 물리적인 실험을 통하여 검증하였고 임의의 전기적인 노이즈 환경 하에서도 등가회로 구성의 가능성을 확인 하였다. In the thesis, interest is focused on identification of system parameters in unknown closed-loop current sensor experiencing noises in various reasons. A circuit model is constructed representing the closed-loop current sensor, which can be formulated as 2nd order ordinary differential equation with white noise random coefficient. A recently developed "stochastic system identification" method is adopted in the study. The stochastic system identification method is introduced utilizing F-P-K(Fokker-Planck-Kolmogorov) equation, which is a way to analysis the stochastic system. In the study stationary noisy signal of closed-loop sensor is experimentally measured, with which moment response of stationary state are constructed via F-P-K method. System parameters are extracted from the stationary moment output of the circuit model by using of "stochastic system identification" method. A peculiar parameter in the system is observed in the study, which is never grow or decrease under any level of random noise. It persists its consistency in the system operation. It is able to be generated in terms of stationary random moment and can be constructed in terms of system parameters of original circuit system simultaneously. The new parameter which is invariant to the intensity level of noise is named "identity parameter" of the circuit system. The concept of "identity parameter" is successfully confirmed via analytically, numerical simulation and physical experiments as well. Also its possible usefulness of application is described in the design of equivalent circuit system.

개선된 유전 알고리즘 기반의 자동 동조 PID 제어기를 이용한 반응기의 온도제어

김진성 고려대학교 대학원 2009 국내석사

본 논문은 반응기 온도제어에 있어서 유용하게 쓰이는 PID 제어기에 자동 동조 개념을 접목시켜 최적 제어를 하는 방안에 대하여 연구 하였다. 제어 구조로는 자기 동조를 함에 있어서 향상된 유전 알고리즘을 이용하는 방법을 제안하였다. 유전 알고리즘의 성능을 보다 더 향상 시키는 방법으로 유전 알고리즘의 목적 함수를 제어 하고자 하는 대상에 적합한 형태로 새롭게 구성하였다. 새롭게 구성한 목적함수는 RMSE(Root Mean Square Error)와 ITAE(Integral of Time multiplied by Absolute Error)를 tuning weight parameter a, b를 정의하여 대상시스템에 따라 유연하게 tuning 해줄 수 있도록 구성되어있다. 또한 유전 알고리즘의 성능을 진취적으로 향상 시키고자 유전 알고리즘에서 해를 찾을 때 이용되는 랜덤 수 발생 메커니즘을 보다 더 실질적이고 주기가 긴 랜덤 수 발생이 가능하도록 하였다. 이 향상된 랜덤 수 발생을 위해 기존의 유전 알고리즘에서 이용하던 Uniform distribution 랜덤 수 발생기를 대신하여 새롭게 제안된 Hybrid 랜덤 수 발생기는 Cauchy distribution과 Linear congruential 법을 융합하여 구성하였다. 이 Hybrid 랜덤 수 발생기는 유전 알고리즘의 유전 연산자들이 매번 랜덤 수를 요청 할 때마다 중복되지 않고 최대한 주기성이 없는 순수한 랜덤 수를 제공 해주는 기능을 한다. 새롭게 제안된 유전 알고리즘을 이용한 자동 동조 PID 제어기 성능을 기존의 다른 자동 동조 PID 제어기와 실제 공정을 재현한 공정모사기를 이용한 모의실험을 통하여 비교 하였다. An optimal control of reactor temperature control is studied in this paper by realizing the auto tuning concept in conjunction with PID controller. A control scheme composed of an auto tuning stochastic technique based on an improved Genetic Algorithm (GA) is proposed. For better evaluation of the process in GA, objective function defined newly in sense of root mean square error has been used. Also in order to achieve better performance of GA, more pureness and longer period of random number generation in operation are sought. The main improvement in the performance of GA is made by replacing the uniform distribution random number generator in conventional GA technique to newly designed hybrid random generator composed of Cauchy distribution and linear congruential generator, which provides independent and different random numbers at each individual steps in Genetic operation. The performance of newly proposed GA tuned controller is compared with those of conventional ones via simulation to verify the proposed idea.