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지르코니아와 금 표면 위에 형성된 메르캡토언데실인산층 사이에서 정전기적 상호작용이 규명되었다. 이를 위하여, 원자힘현미경(AFM)이 표면들 사이에서 pH값과 염 농도에 따라 작용하는 힘의 측정에 이용되었다. 측정된 힘은 Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) 이론으로 해석되어 각 조건에 대해서 표면의 정전기적인 특성들이 정량적으로 산출되었다. 이 표면 특성들의 염 농도와 pH에 대한 의존성이 질량보존의 법칙으로 예측된 결과와 일치하였다. pH 의존성은 표면 위의 이온화 기능기들로 설명될 수 있다. pH 4와 8에서 메르캡토언데실인산층이 지르코니아보다 더 많은 표면전하밀도와 전위차를 가지는 것은 그 층의 이온화 기능기들에 기인한 것으로 생각된다.

The electrostatic interactions were investigated between the zirconia and the 11-Mercaptoundecylphosphoric-acid layer formed on gold surfaces for their complex structures. For the investigation, the atomic force microscope was used to measure the surface forces between the surfaces as a function of the salt concentration and pH value. The forces were analyzed with the Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek theory to estimate the potential and charge density of the surfaces for each condition. The concentration dependence of the surface properties, found from the measurement at pH 4 and 8, was consistent with the prediction from the law of mass action. The pH dependence was explained with the ionizable groups on the surface. It was found that the 11-Mercaptoundecylphosphoric-acid layer had higher values for the surface charge densities and potentials than the zirconia surfaces at pH 4 and 8, which may be attributed to the ionized-functional-groups of the layer.

(게재일: 2018.10.01)
전기유변(ER) 현상을 위해 제시된 메커니즘들이 중에서 정전기 분극 모델과 전도 모델이 이론적인 측면에서 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나 이 모델들은 자체적인 제한들 때문에 효과적인 ER 액체의 개발에 적절한 도움이 되지 못했다. 이 문제를 해결하기 위해 Onsager 이론으로 확장한 Maxwell-Wagner 분극 모델을 개발하였다. 확장한 Maxwell-Wagner 분극 모델은 항복응력의 전기장 주파수 및 전기장 크기의 비제곱 의존성을 설명할 수 없는 정전기 분극 모델의 단점과 전기장 하에서의 입자의 미세 구조 변화를 예측할 수 없는 전도 모델의 단점을 해결할 수 있었다. 또한 이 모델은 정전기 분극 모델과 전도 모델에서 예측할 수 없었던 항복응력에의 입자 전도도 영향을 고려할 수 있는 장점도 있어 효과적인 ER 액체의 개발에 기여하리라 판단된다.

Among various mechanisms for ER phenomena, the electrostatic polarization and conduction models were known as the most promising theoretical models. However, many inherited defects have limited their uses for the development of effective ER fluids. To resolve these problems, extended Maxwell-Wagner polarization model with Onsager theory was developed. It was observed that the extended model resolved the problems, suggesting that the extended model can be used for the development of effect ER fluids.

(게재일: 2018.10.01)
SAFT 상태 방정식이 기초하는 TPT 이론과 통계역학적 원리를 개괄하고, 회합성 유체 혼합물의 기액 상평형을 예측하는 유용한 도구로 사용될 수 있음을 확인한다. PC-SAFT 상태 방정식의 이론적 구조를 상세히 검토하고, 비극성 혼합물, 극성혼합물, 회합성혼합물에단계적으로적용하는과정을통하여, 상태방정식의적용성과성능을평가한다. PC-SAFT 상태 방정식은 기존의 공학용 상태 방정식과는 대조적으로, 경험적인 이성분 상호작용 매개변수의 사용 없이 다양한 혼합물들의 비이상적 거동을 정확하게 예측할 수 있다. 이는 SAFT 이론이 분자들 사이의 다양한 상호작용을 효과적으로 반영하는 분자 수준의 엄밀한 이론 체계에 기초하기 때문이며, 다성분 혼합물의 복잡한 열역학적인 현상에 대한 응용에서 실질적 이점을 제공한다.

We review SAFT equation of state (EOS) which is based on TPT theory and statistical-mechanical principles, and confirm that it can be used as a useful tool to predict vapor-liquid phase equilibria of associating fluid mixtures. We examine theoretical structure of PC-SAFT EOS in great detail, and then assess the applicability and performance of the EOS while applying it to various mixtures containing nonpolar components, polar components and associating components in a stage-wise manner. In contrast to the conventional engineering EOS, PC-SAFT EOS can accurately predict nonideal behaviors of those mixtures without using semi-empirical binary interaction parameter. This is because the SAFT theory is based on a rigorous theoretical framework at molecular level which effectively accounts for various intermolecular interactions, and it thus provides substantial benefits in applying the SAFT EOS to complex thermodynamic phenomena of multi-component mixtures.

(게재일: 2018.10.01)
본 논문은 가변속 양수발전 시스템의 모델링 및 양수발전용 전력변환장치 제어 구조를 분석하고 모델링하였다. 기존 양수발전 시스템은 동기 발전기를 사용하였지만 신재생 에너지원의 출력 변동 및 부하 변동에 따른 주파수의 변화에 빠른 대응을 위한 가변속 양수발전 시스템을 채용하여 계통 전력과 전압, 주파수 등을 보상한다. 양수 발전소의 터빈, 게이트, 조속기 등을 분석하여 모델링하였으며, Doubly fed induction generator를 위한 back-to-back 전력 변환 장치를 발전 및 양수 모드에 사용하기 위해 벡터제어, 속도제어, 유효-무효 전력 제어기 등을 모델링 하였다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문은 시동 발전기(Hybrid Starter Generator, HSG) 시스템을 이용한 탑재형 충전기(On Board Charger, OBC)의 설계 및 제어 방법을 제안한다. 일반적으로 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 인버터 및 발전기로 구성된 HSG 시스템과 전력변환장치를 이용한 배터리 충전 시스템을 포함한다. 본 논문에서는 HSG 시스템에 추가적인 회로를 이용하여 배터리 충전 기능을 수행할 수 있는 OBC의 설계 및 제어 방법을 제안한다. 결과적으로 전력변환장치의 수를 줄여 차량의 내부 공간을 확보하며, 제조 가격을 감소시킬 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 배터리 충전 시스템의 설계 및 제어 방법의 타당성을 검증한다.


(게재일: 2018.07.03)
배터리팩의 과방전은 용량감소와 내부저항의 증가를 일으킨다. 본 논문에서는 고출력 배터리팩의 안정적 운용을 위한 전기적 특성 실험 및 이의 체계적 분석을 실시하였다. 4S4P의 고출력 배터리팩을 직육면체, 정육면체의 두 가지 형태로 구성하여 실험을 진행하였다. 과방전(Over-discharge)이 배터리팩에 악영향을 미치기 때문에 배터리팩을 충 방전함에 있어서 안정성 측면에서 이를 중점적으로 고려해야 한다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문에서는, 넓은 입력전압 범위에서 높은 효율을 가지는 비대칭 하프-브릿지 컨버터를 제안한다. 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 적은 소자수를 가지고, 영전압 스위칭이 가능한 특징으로 인해 작은 용량의 전원장치에서 널리 쓰이는 토폴로지이다. 하지만, 비대칭 하프-브릿지 컨버터는 넓은 입력전압 범위에서 설계되면 변압기에 큰 DC-오프셋 전류를 가지기 때문에, 변압기의 크기를 증가시키고 영전압 스위칭 에너지를 감소시키는 문제점을 갖는다. 따라서 이를 해결하기 위해, 제안하는 회로는 결합 인덕터를 사용한 새로운 구조의 정류기를 사용하여 변압기의 오프셋 전류를 제거한다. 이로 인해 제안하는 회로는 오프셋 전류로 인해 발생하는 문제점을 해결하여 넓은 입력전압 범위에서도 높은 효율을 가진다. 제안하는 회로의 효용성을 증명하기 위해 250-400V 입력전압과 100V/200W의 출력에서 실험이 진행되었다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문에서는 철손을 고려한 SPMSM(Surface mounted Permanent Magnet Synchronous Motor)의 모델로부터 출력 토크를 향상시킬 수 있도록 하는 개선된 MTPA(Maximum Torque Per Ampere) 제어 기법을 제안하였다. d축 전류를 0으로 사용하는 SPMSM의 기존 MTPA 제어 방식보다 철손을 고려한 MTPA 전류로 운전하는 제안된 방식이 더 큰 출력 토크를 얻을 수 있음을 800W PMSM에 대한 시뮬레이션을 통해 확인하였다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문에서는 LCL 필터를 가지는 계통연계형 태양광 인버터의 필터에 의한 공진을 억제하는 기법을 제시하였다. 기존의 L 필터보다 LCL 필터가 높은 고조파 저감 효과를 가지지만 LC 필터가 추가됨으로써 발생하는 공진으로 인해 시스템은 불안정해진다. 공진을 억제하기 위해 댐핑 기법이 함께 사용된다. 능동 댐핑은 수동 댐핑에 비해 실제 저항이 추가되지 않음으로써 회로의 손실을 저감하는 장점이 있다. 적절한 설계 기법을 통해 공진을 억제하고 시스템의 안정성을 높였으며 시뮬레이션을 통해 제안한 방식의 타당성을 검증하였다.


(게재일: 2018.07.03)
태양광 발전시스템에서 태양광 모듈은 고압의 발전전압 형성을 위해 직렬로 구성한 스트링을 사용하고 있다. 그러나 직렬로 연결된 태양광 모듈 중 한 개의 모듈이라도 노후화가 발생하면 노후화가 발생한 스트링의 발전 효율이 감소하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 태양광 스트링에서 노후화 모듈을 판정을 위해 순시 PV 특성곡선을 계측할 수 있는 토포로지를 제안하고 계측된 PV 특성곡선을 이용한 노후화 판정 알고리즘을 제안한다.


(게재일: 2018.07.03)
전동기 제어에 있어서, 전동기의 상수 추정이 필요한 경우가 있다. 예를 들면 고정자 자속기준 벡터제어시에는 고정자 저항의 정보가 필요하다. 본 논문에서는 전동기의 고정자 저항값을 검출 기법을 제안한다. 데드타임의 영향을 제거하기 위하여, 차동 성분의 전압, 전류값을 사용하며, 측정 노이즈 둥에 따른 오차를 저감시키기 위해 Kalman Filter 알고리즘을 적용한다. 시뮬레이션을 통해 알고리즘의 타당성을 보인다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문에서는 유도 전동기의 V/f 운전 시 동손을 최소로 하는 제어 방법을 제안한다. 제안된 방법은 V/f 운전 시 부하에 따라 최소 동손 제어가 가능하도록 고정자 전압 크기를 가변하여 부하 변동에 따른 동특성 향상과 효율적인 구동이 가능하게 하였다. 5HP 유도 전동기 구동시스템에 대한 시뮬레이션을 통해 제안된 기법의 효용성을 검증하였다.


(게재일: 2018.07.03)
액적-기반 미세유체장치는 물질 합성 및 초고속 대용량 스크리닝 등 다양한 응용분야에서 변형 가능한 새로운 접근법을 이끌어 냈다. 그러나 단일의 액적생성기를 이용한 액적의 생성 속도가 매우 낮기 때문에 이를 상용화 하기 위해서는 생산속도를 높이기 위한 노력이 필요하다. 본 연구는 단일의 유동-집속 생성기를 병렬로 연결하여 단분산성 액적의 생성 속도를 높이는 방법에 관한 것이다. 이러한 액적생성기를 갖는 미세유체장치를 제작하기 위해 본 연구에서는 양면 임프린팅 방법을 이용하여 단층 엘라스토머 조각에3차원의 마이크로 채널을 갖는 3D 모놀리식 탄성중합체 장치(monolithic elastomer device, 3D MED)를 제작 할 수 있다. 이렇게 제작된 8개의 액적생성기가 연결된 3D MED를 이용하여 연속상과 분산상의 유체를 조절하여 단분산성 액적의 형성속도가 향상되었음을 증명하였다. 따라서 본 미세유체시스템을 사용하여 다양한 재료 또는 세포들을 함유하는 단분산성 액적을 형성하여 마이크로입자 제조 및 스크리닝 시스템과 같은 넓은 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Droplet-based microfluidic device has led to transformational new approaches in various applications including materials synthesis and high-throughput screening. However, efforts are required to enhance the production rate to industrial scale because of low production rate in a single droplet generator. In here, we present a method for enhancing production rate of monodisperse droplets via parallelization of flow-focusing generators. For this, we fabricated a three-dimensional monolithic elastomer device (3D MED) that has the 3D channel structures in a single layer, using a double-sided imprinting method. We demonstrated that the production rate of monodisperse droplet is increased by controlling the flow rate of continuous and dispersed phases in 3D MED with 8 droplet generators. Thus, we anticipate that this microfluidic system will be used in wide area including microparticle synthesis and screening system via encapsulation of various materials and cells in monodisperse droplets.

(게재일: 2018.10.01)
Brushless DC(BLDC) 모터는 브러시가 없어 고속 회전에 유리하기 때문에 핸드피스 모터에 많이 적용하는 추세이다. 핸드피스 모터는 부피가 작을수록 유리하여 홀 센서를 장착하지 않은 경우가 많기 때문에 센서리스 제어를 하여야 한다. BLDC 모터의 상 역 기전력 zero crossing 감지 방법을 이용한 센서리스 제어를 할 시 40,000rpm에 달하는 고속 회전에서 상 전압 floating 구간이 밖에 안되기 때문에 샘플링이 부족하고 스위칭 노이즈도 강해 zero crossing에 대한 감지가 어려울 수 있다. 이 논문에서는 역 기전력에 대한 비선형 필터인 majority function을 응용함으로써 모터 상 역기전력의 zero crossing을 감지해내고 고속 BLDC 모터 센서리스 제어를 하는 방법을 소개한다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문은 최근 전기자동차용 충전시스템에 대한 연구개발 동향과 전망을 제시한다. 해당 기술분야의 논문 및 최근 특허출원 자료 등을 기초로 최근 국외 선진업체 및 국내 산업체 대학 연구소들의 기술개발 동향 및 기술권리화 전략을 비교 분석하였고, 이를 기초로 향후 전망 및 대책을 제시한다.


(게재일: 2018.07.03)
바이오매스 가수분해액으로부터 당을 정제하는 동안 발효 저해물질들의 선택적인 제거 및 회수는 목질계 바이오매스로부터 바이오 알코올을 생성하는 전체 공정의 경제적 효율성을 높일 수 있다. 이 연구에서는 에멀젼형 액막계에서 페놀화합물이 없는 모사 바이오매스 가수분해액에 있는 푸란유도체가 초산 추출에 미치는 영향이 조사되었다. 특별한 조작 조건하에서 5분내에 99%이상의 초산을 추출할 수 있었으며, 이 때 푸르푸랄과 5-hydroxymethylfurfural의 추출율은 각각 10%와 4% 내외의 값을 가졌다. 또한, 원료상에 있는 푸란유도체들의 초기 농도가 높을수록 초산의 추출속도는 낮았는데, 푸르푸랄이 5-hydroxymethylfurfural 보다 그 영향이 더 컸다. 따라서, 초산 추출 전에 가수분해액으로부터 푸르푸랄을 우선적으로 제거한다면 에멀젼형 액막법이 보다 경제성이 있는 초산 제거법이 될 것으로 보인다.

The selective removal and recovery of fermentation inhibitors during purification of sugars from biomass hydrolysates can increase the economic efficiency of the entire process to produce bioalcohol from lignocellulosic biomass. This study investigated the effect of furans in phenols-free biomass hydrolysate on acetic acid extraction in an emulsion liquid membrane system. Under specific operating conditions, more than 99% of acetic acid could be extracted within 5 minutes, and the degrees of extraction of furfural and 5-hydroxymethylfurfural were about 10% and 4%, respectively. The extraction rate of acetic acid was also lower at a higher initial concentration of furfural in the feed phase, which was greater for furfural than 5-hydroxymethylfurfural. Thus, if furfural is first removed from the hydrolysate prior to acetic acid extraction, emulsion liquid membrane would be a more economically efficient way of removing acetic acid.

(게재일: 2018.10.01)
상피세포 성장인자(Epidermal Growth Factor, EGF)는 세포 분열을 자극하고 의약적 용도가 다양하다. EGF는 3개의 이황화 결합을 갖고 불용성으로, 대장균에서 고효율 발현에 대한 연구가 잘 이루어지지 않았다. EGF 유전자를 작은 유비퀴틴 관련 유전자(small ubiquitin-related modifier gene, SUMO)와 결합하고 DE3 대장균에서 발현시켰다. IPTG (Isopropyl- -D-Thiogalactopyranoside)로 유도하여 대장균 세포 단백질의 38.9%로 융합단백질이 발현되었고, Ni-NTA 친화성 크로마토그래피로 분리하였다. 그 후 유비퀴틴 분해효소반응으로 융합단백질에서 EGF를 얻은 후 다시 Ni-NTA 크로마토그래피로 분리 하였다. 최종적으로 정제된 EGF의 순도는 HPLC로 분석하였으며, 98%이상의 순도를 얻을 수 있었다.

Human epidermal growth factor (hEGF) can stimulate the division of various cell types and has potential clinical applications. Since the protein contains three intra-molecular disulfide bonds, the high expression of active hEGF in Escherichia coli has not been well researched, We fused the hEGF gene with a small ubiquitin-related modifier gene (SUMO) by synthesizing an artificial SUMO-hEGF fusion gene that was highly expressed in E. coli (DE3) strain. The optimal expression level of the soluble fusion protein, SUMO-hEGF with IPTG (Isopropyl- -D-Thiogalactopyranoside), was up to 38.9% of the total cellular protein. The fusion protein was purified by Ni-NTA affinity chromatography and cleaved by a SUMO-specific protease to obtain the native hEGF, which was further purified by Ni-NTA affinity chromatography. The result of the reverse-phase HPLC showed that the purity of the recombinant cleaved hEGF was greater than 98%.

(게재일: 2018.10.01)
본 연구에서는 백금 나노입자가 분산된 산화구리 나노구조체 기반의 비효소적 글루코스 센서를 개발하였다. 3차원 구조의 산화구리 나노구조체는 hydrothermal method를 통해 Cu foil 위에 직접 합성되었으며, 합성된 나노구조체 표면위에 전기화학적 증착법으로 백금 나노입자들을 분산시켜 전극을 제작하였다. 준비된 전극 샘플의 표면 구조는 주사 전자 현미경(SEM)과 에너지분산형 분광기(EDS)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능은 알칼리 상태에서 시간대전류법 (CA)과 순환전압 전류법(CV)을 통하여 조사하였다. 개발된 비효소적 글루코스 센서는 산화구리 나노구조체와 백금 나노입자의 접목에 의한 시너지 효과 덕분에 높은 감도와 넓은 선형 구간, 빠른 감응 속도 등의 향상된 센싱 특성을 보였다.

An electrochemical glucose sensor with enzyme-free was fabricated using Pt nanoparticles (Pt NPs) decorated CuO nanoflowers (CuO NFs). 3-D CuO nanoflowers film was directly synthesized on Cu foil by a simple hydrothermal method and Pt NPs were dispersed on the petal surface of CuO NFs through electrochemical deposition. This prepared sample was noted to Pt NPs-CuO NF. Morphology of the Pt NPs-CuO NFs layer was analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The electrochemical properties and sensing performances were investigated using cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) under alkaline condition. The sensor exhibited a high sensitivity, wide liner range and fast response time. Its excellent sensing performance was attributed to the synergistic effect of the Pt NPs and CuO nanostructure.

(게재일: 2018.10.01)
본 논문은 (주)효성 중공업연구소에서 국책과제를 통해 자체 개발한 MMC(Modular Multi-level Converter) type 25MVA HVDC 시스템의 시험결과에 대해 소개한다. 제주에 구축된 HVDC 실증단지는 국내 유일의 MMC type 전압형 HVDC 시스템이며 11-레벨의 AC 출력 전압을 형성하는 2개의 컨버터가 Back-to-Back 형태로 구성되어 있다. 각 컨버터의 AC 출력단은 각각 계통과 풍력발전단지에 연계되어 풍력발전단지에서 생산된 전력을 계통으로 전송하는 역할을 한다. 본 논문에서는 국책과제의 정량적 목표항목을 달성하기 위한 시험을 수행한 결과에 대해서 소개한다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문은 평균 전류 분담 기법을 적용한 UPS(Uninterruptible Power Supply) 시스템의 병렬 운전 기법을 제안한다. 각각의 UPS는 전류 정보를 공유하기 위하여 CAN 통신을 사용하며, 이중 루프 방식의 전압, 전류제어기로 구성되어 있다. UPS의 전류 분담 성능을 내부 전류 제어기의 피드백 전류인 인덕터 전류, 커패시터 전류 그리고 통신 시지연에 따라 영향을 분석하고 3상 30kVA급 UPS에 적용하여 그 유효성을 검증하였다.


(게재일: 2018.07.03)
고압입력을 이용한 저출력용 SMPS에서 특히 경부하 시 스위칭 과도손실분으로 인하여 고효율화가 어려운 실정이다. 본 논문에서는 저출력용 고압 SMPS 제어를 위해 일반적인 전류제어 관점에서 탈피하여 전력제어 관점에서 스위칭을 행하는 새로운 개념의 스위칭 기법을 제안한다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문은 상 전류의 위치(전기각)를 기반으로 보상전압을 결정하는 새로운 데드타임 보상알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 보상전압을 결정하는데 있어, 전류의 극성대신 제어하는 상 전류의 위치(전기각)를 이용하기 때문에 추가적인 알고리즘 없이 간단하게 보상전압을 정의할 수 있다. 또한 제안하는 데드타임 보상알고리즘은 동기좌표계에 바로 적용가능하기 때문에 3상 전압형 인버터(VSIs; Voltage Source Inverters)에 일반적으로 사용되는 동기좌표기반 제어기에 적용이 용이하고 추가적인 변환과정 없이 동기좌표에서의 인버터 출력전압을 추정할 수 있다. 제안하는 데드타임 보상알고리즘의 효과와 성능을 검증하기 위하여 전압형 3상 인버터를 이용한 L-R부하 실험이 진행되었으며, 상 전류파형의 FFT(Fast Fourier Transfrom)와 THD(Total Harmonic Distortion)를 산정하여 정량적 분석을 병행하였다.


(게재일: 2018.07.03)
엑티브 클램프 포워드 컨버터는 고효율, 간단한 구조의 특징으로 PC 파워 시스템, 서버 파워 시스템과 같은 어플리케이션에 많이 사용 되고 있다. 특히 더블 앤디드 엑티브 클램프 포워드 컨버터는 작은 출력 필터와 고효율의 장점이 있으나, 변압기 오프셋 전류로 인해 변압기의 크기와 코어 손실이 증가하게 된다. 본 논문에서는 새로운 게이트 신호 조정을 통해 낮은 변압기 오프셋 전류를 갖는 새로운 더블 앤디드 엑티브 클램프 포워드 컨버터를 제안한다. 따라서 변압기의 크기와 코어 손실, 1차측과 출력 인덕터의 전력손실이 감소함으로써 높은 전력밀도와 고효율을 달성하게 된다.


(게재일: 2018.07.03)
DC-DC 위상천이 풀브릿지 컨버터는 경부하 운용시에 영전압 스위칭이 발생하지 않아 큰 스위칭손실이 발생한다. 경부하에서 위상천이 풀브릿지 컨버터의 낮은 효율을 개선하기 위해 DCM (Discontinuous Conduction Mode) 동작을 이용한다. 본 논문은 경부하에서 위상천이 컨버터의 DCM과 CCM (Continuous Conduction Mode) 동작의 특성 및 도통 손실 절감을 위한 동기 정류기의 제어 방법을 이론적으로 분석하고, 시뮬레이션을 통해 검증하였다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문은 결합 인덕터를 이용한 입력 전류 리플이 없는 고승압 캐스케이드 부스트 DC-DC 컨버터를 제안한다. 기존 캐스케이드 부스트 컨버터의 단점을 보완하기 위해 제안되었다. 제안된 컨버터는 1차 부스트 단의 보조회로에 의해 입력 전류 리플이 상당히 제거되었으며 2차 부스트 단에 결합 인덕터를 적용하여 높은 전압 이득을 달성하였다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 200[V]-200[W]하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문에서는 자기유도방식 무선전력전송(Inductive Power Transfer, IPT) 시스템에 적용되는 송수신 코일의 Multi-layer 구조의 자기결합 특성에 대하여 분석한다. 기존에 제안된 Single-layer 구조의 코일과 Multi-layer 구조의 코일이 가지는 차이점을 자기결합도 측면에서 비교 분석하고 이를 Simulation 및 실험을 통해 검증한다.


(게재일: 2018.07.03)
긴 수명과 높은 효율로 차세대 조명기구로 사용되는 LED를 구동하기 위하여, 일반적으로 역률 보정을 위한 PFC 단과 출력 조절을 위한 DC/DC 단이 직렬로 연결된 구조를 사용하게 된다. 이때 PFC 과정에서 DC 링크 전압이 120Hz 전압 맥동을 갖게 되는데, 이는 DC/DC 단에도 영향을 주며 최종 출력전류 역시 120Hz 저주파 맥동을 갖게 된다. 본 논문은 LED 조명용 LLC 공진 컨버터의 120Hz 저주파 맥동 전류 리플을 저감 방법에 관한 연구이다. 기존 제어기에 전류 리플을 보상하여 제어하는 방법에 대하여 설명하고 시뮬레이션을 통해 이를 확인한다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문은 지능형 반도체 변압기 (Solid-state transformer, SST)용 다권선 고주파 변압기의 최적 설계 방안을 제안한다. 설계된 변압기는 10 kHz의 스위칭 주파수를 운전 조건으로 하며, 60 kVA의 정격 용량을 가진다. 특히 13.2 kV의 중전압 계통에 적용하기 위해 30 kV 이상의 절연 내력으로 설계하였으며, SST 시스템의 부피가 커지는 것을 억제하기 위해 3 입력-1 출력으로 구성된 4-권선 방식으로 구성하였다. 절연 내력을 만족시키기 위해 teflon PTFE를 이용한 내부 보빈과 외부 보빈 및 가드를 제작하였으며, 누설 인덕턴스 최소화 및 근접 효과와 표피 효과로 인한 AC 손실을 최소화하기 위해 쉘-타입으로 설계하였다. 시제품 제작 후 60 kVA의 정격 하에 동작 검증을 완료하였으며, 내전압 시험을 이용하여 30 kV급의 절연 내력을 검증하였다.


(게재일: 2018.07.03)
이 논문은 Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC) 필름 구동방식을 제안한다. 현재 시스템은 변압기를 사용하여 PDLC를 구동시켜 전압가변이 힘들어 ON/OFF 기능으로만 사용된다. 하지만 변압기를 사용하지 않고 인버터를 사용하면 전압가변이 용이하여 PDLC 필름의 투과도 조절이 용이하다. 인버터를 사용한 토플로지에서 출력전압을 정현파로 출력하게 되면 필터가 추가되어 하드웨어 제작 시 추가적인 비용이 발생하고 하드웨어의 부피가 증가하게 된다. 그래서 필터가 사용되지 않는 구형파 구동방식을 선정하였다. 이를 실험을 통해 보여준다.


(게재일: 2018.07.03)
본 연구에서는 조선소 대형 블록 도장시설에서 배출되는 VOCs 가스처리를 위하여, 조선소 도장공정 및 배출가스 특성에 대한 분석 결과를 바탕으로, 이에 적합한 배출가스 저감장치를 구성하여 제안하였다. 본 연구에 제안된 저감장치는 펄스전원장치를 이용한 MSC(Multi Stage Corona)시스템 및 활성탄 흡착 시스템으로, 가스 처리능력이 우수하고, 종전 기술 RTO(Regenerative Thermal Oxidizer)에 비해 더 안전하고, 운전비용 면에서도 우수한 것으로 나타났다.


(게재일: 2018.07.03)
최근, WBG 반도체 소자에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 고속 스위칭으로부터 발생되는 문제점들을 해결하기 위한 여러 방안들이 제시되고 있다. WBG 반도체 소자의 안정적인 고속 스위칭을 실현하기 위해서는 게이트 드라이버 내에 존재하는 기생 인덕턴스를 최소화하는 것이 가장 중요하다. 본 논문에서는 layout의 최적화 설계를 통해 GaN FET 구동용 게이트 드라이버 내의 기생 인덕턴스를 최소화할 수 있는 방안을 제시하고 설계를 통해 만들어진 게이트 드라이버를 실험을 통해 스위칭 특성을 분석하였다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문에서는 단상전력변환시스템에서 발생하는 고유의 2차 리플 전력 문제를 해결하고 dc 캐패시터의 저감을 위한 능동 전력 디커플링 회로의 설계방법을 제시한다. 일반적인 수동 전력 디커플링 방법, 벅-타입 방법 및 커패시터 분할 타입 방법의 능동 전력 디커플링 회로들에서 필요한 최소의 커패시턴스를 계산하는 방법을 제시하고, 같은 조건에서 리플 전력 디커플링 성능을 분석한다. 도출된 최소한의 커패시턴스를 적용한 디커플링 회로의 성능은 MATLAB 시뮬레이션 결과를 통해 비교 분석하였다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문에서는 GaN(Gallium Nitride) HEMT를 적용한 300W급 자기유도 방식 무선전력전송 시스템을 설계 및 구현한다. GaN HEMT의 물성적 특성을 고려하여 무선전력전송 시스템을 설계하며 이를 검증하기 위해 300W급 Prototype 무선전력전송 시스템을 구현하고 Simulation과 실험을 통해 논문에서 제시한 설계과정의 타당성을 검증한다.


(게재일: 2018.07.03)
본 논문은 3상 T-type 3-레벨 인버터의 모델예측제어에 관한 연구이다. 모델예측제어는 시스템의 모델링을 통한 최적의 성능을 제공하는 제어기법으로 PI 제어보다 빠른 동특성을 갖지만, 정확한 파라미터 값이 요구된다. 본 논문에서는 시스템 파라미터 오차가 3상 T-type 3-레벨 인버터의 예측제어에서 어떤 영향을 주는지 알아보고 출력 파형을 분석한다.


(게재일: 2018.07.03)
본 연구에서는 양방향 인버터의 해석과 설계 방법을 Matlab SISO TOOL과 PSIM을 이용한 Two Loop Control방법으로 제안하였다. 일반적인 회로 및 제어기 설계 방법으로는 회로와 제어기를 각각 설계하여 시제품으로 측정하는 방법과 이상적인 모델을 이용하여 시뮬레이션 하는 방법을 사용한다. 본 논문에서는 상용소자모델로 구성된 인버터를 PSIM으로 설계하였고, Matlab을 이용하여 시뮬레이션 함으로써 일반적인 방법보다 높은 신뢰성을 가지는 시뮬레이션 방법을 제안한다.


(게재일: 2018.07.03)
차량용 LED 백라이트 구동회로는 시스템의 성능 향상을 위해 고밀도/고효율의 DC-DC컨버터가 요구되며 이를 위해 WBG(Wide Band Gap) 소자인 GaN HEMT가 기반의 동기 정류 부스트 컨버터의 설계 가이드를 제시하고 500kHz 스위칭 주파수의 30W급 동기 정류 부스트 컨버터를 구현한다.


(게재일: 2018.07.03)
비대칭 부하 전류를 평형 상태로 만들기 위한 보상장치는 3상변수를 대칭좌표로 분리해야한다. 통상 전대역필터를 이용한 정상분, 역상분 분리 방식이 사용되는데 제어기 최하위단에서 동작하는 전대역필터의 대역폭이 전체 제어시스템의 대역폭을 제한한다. 따라서 보상장치의 제어성능을 향상시키기 위해서는 정역분리에 사용하는 필터의 대역폭을 넓혀야 한다. 본 논문에서는 대역폭이 조절가능한 고속화된 대칭좌표 분리 알고리즘을 제안한다. 이를 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, TMS320F28335를 이용하여 실험을 진행하였다.


(게재일: 2018.07.03)
최근 환경과 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지면서 ESS 시스템의 연구와 시장이 늘어가고 있는 추세이다. ESS의 경우 인버터와 컨버터를 사용하여 배터리를 충 방전을 한다. 컨버터의 제어는 주로 PI제어기를 사용 하는데 이는 전류 왜곡을 포함하는 단점이 있다. 본 논문에서는 반복제어기를 적용하여 PFC(Power Factor Correction) 컨버터의 전류 왜곡을 최소화 하였으며, 기존의 알고리즘을 사용했을 때보다 오차가 감소되는 결과를 확인할 수 있었다.


(게재일: 2018.07.03)
본 연구는 속응형 단상 UPS(Uninterruptible Power Supply)를 위한 이상전원 검출 알고리즘에 관한 연구이다. 한국전력공사 등의 특수한 UPS 응용분야에서는 전원의 1/4주기 이내에 전원의 이상을 검출하고 UPS가 정상 기동할 필요가 있다. 본 연구에서는 가상DQ기반의 고성능 PLL(Phase Locked Loop)을 응용하여 별도의 전원검출 알고리즘 없이도 임의의 위상각에서 1/4주기이내에 전원의 크기 및 위상에 관한 오류를 검출할 수 있음을 보인다. 제시된 방법은 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.


(게재일: 2018.07.03)
본 연구의 목적은 관점, 영역, 수준으로 구성된 삼차원 수학적 모델링 맵을 활용하여 수학적 모델링에 관한 국내 연구를 되돌아보고, 향후 수학적 모델링 연구에 대한 시사점을 주는 데 있다. 그 결과, 수학적 모델링에 관한 국내 연구는 응용 관점, 개념과 교실 영역, 중등학교 수준에 집중되어 있었고, 앞으로 개념 형성 관점, 시스템 영역, 대학교 및 교사(교육) 수준에서의 다양한 연구가 요구됨을 알 수 있었다.

The purpose of this paper is to review the domestic research on mathematical modeling by using three dimensional mathematical modeling map composed of perspective axis, domain axis, level axis, and to give direction to mathematical modeling research. The findings of this study show that the domestic research on mathematical modeling focuses on application perspective, notions and classroom domain and secondary level, and that we need various studies with concept formation perspective, system domain, tertiary level, and teacher(education) level on the future work about mathematical modeling.

(게재일: 2018.12.30)
현행 기하와 벡터 교과서에는 타원 방정식을 통해 초점, 꼭짓점 등을 구하는 기계적 활동이 주가 되어 있어 본 논문에서는 좌표평면과 식 없이 주어진 타원 그래프로부터 초점 작도를 하는 가역적 활동에서 유추와 분석적 방법이 활용되는 과정을 연구하였다. 탐구 도구는 Geogebra를 활용하였으며 처음 학생들은 주어진 타원에서 장축, 단축을 임의로 작도하여 타원의 초점을 찾으려는 오류를 범하였다. 하지만 원의 대칭축을 작도하는 방법을 경험하고 이 원리를 분석하여 타원에 유추한 결과 타원의 중심과 장축, 단축을 작도할 수 있었다. 이후 초점 작도 과정에서 분석적 방법을 활용하여 초점 식을 피타고라스 정리로 인식하여 원의 작도 활용해 타원의 초점 작도를 하였다. 따라서 타원 초점 작도에서 유추와 분석적 방법이 긍정적으로 작용할 수 있음을 확인하였다.

The current geometric and vector textbooks focus on the mechanical activities of finding focus, corner, etc. through elliptic equations. In this paper, we propose a process in which analogy and analytical methods are used in reversible activities of focusing from a given elliptic graph without a coordinate plane. The exploratory tool was used as Geogebra. At first, students tried to find the focus of the ellipse by randomly constructing the major a is and the minor a is in the given ellipse. However, we have experienced a method of constructing the circle of symmetry and analyzed this principle and deduced it to the ellipse. As a result, we could construct the center, long a is and short a is of the ellipse. Then, using the analytical method, the focus formula was recognized as the Pythagorean theorem, and the ellipse's focus was constructed by using the original drawing. Therefore, it is confirmed that analogy and analytical method can positively affect the elliptical focus.

(게재일: 2018.12.30)
IP카메라는 CCTV와 달리 값도 저렴하고 네트워크와 연결돼 PC와 스마트 폰을 통해서 실시간 조회 및 제어가 가능한 카메라이다. 이러한 장점에 힘입어 일반 가정이나 매장 등에서 도난 방지 및 감시를 위해 IP 카메라를 사용하는 사람들이 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 해킹을 통한 사생활 침해 문제도 같이 증가하고 있다. 이는 사용자들의 보안 인식이 턱없이 부족해 전문가가 아니더라도 손쉽게 프로그램과 사이트를 이용하여 해킹이 가능하기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 본 논문에서는 해킹이 얼마나 쉽게 이뤄지는지, 어떠한 피해가 있는지, 그리고 이에 대한 해결방안을 제안한다.


(게재일: 2018.01.10)
컴퓨팅 사고력이 강조됨에 따라 우리 나라를 비롯한 세계 여러 나라에서는 프로그래밍 교육 등 컴퓨팅 관련 교육을 실시하고 있다. 일반적으로 프로그래밍 교육에서 초보 학습자에게는 블록 기반 프로그래밍 언어를 학습한 후 텍스트 기반 프로그래밍 언어를 학습하게 된다. 블록 기반 언어와 텍스트 기반 언어는 동일한 프로그래밍 논리를 함양하게 되지만, 다른 모든 언어들과 마찬가지로 언어 특성, 사용법, 형태 등 다소 차이가 있다. 따라서 본 논문에서는 블록 기반 프로그래밍 언어에서 텍스트 기반 프로그래밍 언어의 학습 전이의 효과에 대해 이론적 고찰을 실시하였으며, 그 결과 대부분의 연구에서 긍정적 전이 효과를 입증하였음을 확인하였다.


(게재일: 2018.01.10)
로봇 프로그래밍 교육에 있어 여학생이 남학생에 비해 흥미나 학습 효과 등에서 낮은 결과를 보이는 경우가 많다. 이는 로봇 프로그래밍의 주제나 교수 학습 활동이 남학생이 선호하는 방식으로 진행됨에 따라 남녀 성차에 따른 능력 차이가 발생한다고 볼 수 있다. 본 연구의 목적은 남학생과 여학생의 성별 차이를 고려한 로봇 프로그래밍 교육 방안을 제시하는 데에 있다. 본 연구에서는 제안하는 구체적인 교수 학습 방안을 통해 남학생과 여학생 모두에게 보다 효과적인 로봇 프로그래밍 교육이 이루어지길 기대한다.


(게재일: 2018.01.10)
현재 시중에 판매되는 비행체들은 수동으로 조종을 하고 조종법이 미숙한 사람들은 다루기 힘들며 레저용으로 짧은 비행거리를 가지고 있고 간단한 영상촬영, 지형측정 등의 간단한 용도를 가졌다. 본 연구에서는 무인기의 FC(Flight Controller)의 인터페이스를 이용한 원리, 동작을 통하여 사용자의 조종 능력 향상을 기대할 수 있으며 Arduino 와 Pixhawk를 이용한 수직 이착륙기를 제작하여 활주로에 대한 제약을 없애고 멀티콥터와 비교하여 보다 좀 더 효율적인 비행을 할 수 있고자 한다.


(게재일: 2018.01.10)
본 논문에서는 상품증권 거래 시스템에 블록체인을 적용하여, 여러 서비스에 거래 시스템을 적용할 수 있게 설계하였다. 블록체인 오픈소스 프레임워크인 Hyperledger를 사용하여 시스템의 안정성을 높였다. 단말기의 배터리 소모량과 네트워크 트래픽을 감소시키기 위한 방식으로 거래소를 적용하는 방법에 관해 기술하였다. 또한, 서드 파티 개발자가 플랫폼을 쉽게 구축할 수 있도록 API 구조를 설계하였다.


(게재일: 2018.01.10)
본 논문에서는 초음파 영상에서 환자 정보를 제거하여 ROI 영역을 추출하고, 추출된 ROI 영역에서 최대 명암도를 임계치로 설정한 이진화 기법을 적용하여 ROI 영역을 이진화 한다. 이진화된 ROI 영역에서 4 방향 윤곽선 추적 기법을 적용하여 상완동맥 혈류 영역이 존재하는 사다리꼴 형태의 영역을 추출한다. 추출된 사다리꼴 형태의 영역에서 상완동맥 혈류영역을 정확히 추출하기 위하여 제안된 무게 중심법을 이용하여 추출된 후보 영역을 양자화 한다. 무게 중심법은 추출된 사다리꼴 영역에서 FCM 기반 무게중심법과 PCM 기반 무게중심법을 각각 계산한 후, 두 중심 간의 차이가 존재 할 경우에는 두 중심의 평균값을 새로운 무게 중심으로 설정하여 각 픽셀들을 클러스터링하여 상완 동맥 영역을 추출한다. 추출된 상완 동맥 영역에는 고혈압 영역인 빨강색 영역과 저혈압이나 혈류가 역류하는 영역인 파란색 영역이 존재한다. 추출된 상완 동맥 영역에서 고혈압 영역만을 추출하기 위해 빨강색 영역을 제외한 그 외의 영역은 제거한다. 전문의가 제공한 상완동맥 혈류 초음파 영상을 대상으로 TPR(True Positive Rate) 검사을 분석한 결과, 제안된 방법이 기존의 방법 보다 TPR 값이 높게 나타나는 것을 확인하였다.


(게재일: 2018.01.10)
최근 대형마트 측에서는 계산대의 지연 시간 문제를 해결하기 위해 셀프 계산대라는 방식을 도입했지만 사용하는데 번거로운 점과 사용과정의 어려움을 느끼는 소비자들이 많아서 이 또한 근본적인 문제를 해결해주지 못하고 있는 실정이다. 본 논문은 이러한 문제점들을 해결하기 위해 자동화 계산이 가능한 스마트 카트를 제작하고자 한다. 스마트 카트를 도입함으로써 마트에서의 번거로운 과정과 대기시간의 지연으로 인해 생기는 소비자들의 불만을 해결해 주고자 한다. 또한 소비자의 빠른 순환으로 인해 마트의 이윤을 얻어 줄 수 있는 자동화 계산이 가능한 스마트 카트를 제작하고자 한다.


(게재일: 2018.01.10)
기존 Facebook 페이지의 경우에는 수많은 제보 글이 올라와 사용자가 원하는 글을 찾기 어렵다는 문제점이 발생하고 있다. 본 논문에서는 이를 위해 다양한 Facebook 페이지 내용을 크롤링하여 사용자가 원하는 Facebook 페이지 내용을 검색하여 사용자에게 제공할 수 있도록 데이터베이스 서버에 저장 한 후 크롤링 된 Facebook 페이지 내용을 제공할 수 있는 웹사이트를 설계하고 구현한다.


(게재일: 2018.01.10)