In this study, the second-order Nomoto’s nonlinear expansion model was implemented as a Tagaki-Sugeno fuzzy model based on the heading angular velocity to design the automatic steering system of a ship considering nonlinear elements. A Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was designed using the applied fuzzy membership functions from the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The linear models and fuzzy membership functions of each operating point of a given nonlinear expansion model were simultaneously tuned using a genetic algorithm. It was confirmed that the implemented Tagaki-Sugeno fuzzy model could accurately describe the given nonlinear expansion model through the Zig-Zag experiment. The optimal parameters of the sub-PID controller for each operating point of the Tagaki-Sugeno fuzzy model were searched using a genetic algorithm. The evaluation function for searching the optimal parameters considered the route extension due to course deviation and the resistance component of the ship by steering. By adding a penalty function to the evaluation function, the performance of the automatic steering system of the ship could be evaluated to track the set course without overshooting when changing the course. It was confirmed that the sub-PID controller for each operating point followed the set course to minimize the evaluation function without overshoot when changing the course. The outputs of the tuned sub-PID controllers were combined in a weighted average method using the membership functions of the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The proposed Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was applied to the second-order Nomoto’s nonlinear expansion model. As a result of examining the transient response characteristics for the set course change, it was confirmed that the set course tracking was satisfactorily performed.

4차 산업혁명 시대를 맞이하면서 첨단기술이 산업 전반에 사용됨에 따라 자율운항선박기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 이에 본 연구에서는 자율운항선박에 대한 기초 연구로써 모형 선박을 제작하고 드론에 사용되는 아두파일럿(Ardupilot)을 적용시켜 자율운항 제어 시스템을 구축하였다. 구축된 모형선을 활용하여 다양한 항해계획을 실행함으로써 자율운항 선박의 운항 자동제어 가능성을 확인하였다. 침로안정성 실험에서는 모형선이 정해진 침로를 똑바로 따라가지 못하고 지그재그(S자 형태)로 항행하면서 침로에서 최대 5.4 m(4.5 L) 이탈하였으며, 매개변수를 수정하여 이탈거리를 최대 1.8 m(1.5 L)까지 감소시켰다. 선회성능 실험에서는 선회권의 직경이 최대 약 9.3 m(7.8 L) 로 나타났는데 매개변수를 수정하여도 큰 변화를 확인할 수 없었다. 하지만 WP 도착 전 감속하도록 실험한 결과 선회권의 직경이 최대 약 3.2 m(2.7 L)로 감소된 것을 확인할 수 있었다. 정지성능을 평가하기 위해 모든 실험의 마지막 정지 예정 위치와 실제 모형선이 정지한 위치를 상호 비교하였으며, 정지 예정 위치로부터 최소 0.4 m(0.3 L), 최대 6.2 m(5.2 L) 떨어진 지점에서 모형선이 정지하였음을 확인할 수 있었다. 추후 다양한 매개변수의 수정·보완을 통한 성능 향상이 이루어진다면 자동제어를 통한 자율운항선박의 자동접안을 위한 연구를 진행할 계획이다.

To remove phosphorus from the effluent of public wastewater treatment facilities, hundreds of enhanced phosphorus treatment processes have been introduced nationwide. However, these processes have a few problems including excessive maintenance cost and sludge production caused by inappropriate coagulant injection. Therefore, the optimal decision of coagulant dosage and automatic control of coagulant injection are essential. To overcome the drawbacks of conventional phosphorus removal processes, the integrated sedimentation and dissolved air flotation(SeDAF) process has been developed and a demonstration plant(capacity: 100 m3/d) has also been installed. In this study, various jar-tests(sedimentation and / or sedimentation·flotation) and multiple regression analyses have been performed. Particularly, we have highlighted the decision–making algorithms of optimal coagulant dosage to improve the applicability of the SeDAF process. As a result, the sedimentation jar-test could be a simple and reliable method for the decision of appropriate coagulant dosage in field condition of the SeDAF process. And, we have found that the SeDAF process can save 30 – 40% of coagulant dosage compared with conventional sedimentation processes to achieve total phosphorus (T-P) concentration below 0.2 mg/L of treated water, and it can also reduce same portion of sludge production.

본 연구의 목적은 전후진 자동변속기가 장착된 트랙터의 변속 충격을 모사하기 위한 시뮬레이션 모델에 적용될 비례 제어 밸브의 전류 제어 모델을 개발하는 것이다. 전류 제어 모델을 개발하기 위하여 시험 장치를 구성하여 밸브의 정특성 시험과 계단 응답 시험을 수행하였으며, 시험 결과를 토대로 전류 제어 모델을 검증하였다. 비례 제어 밸브의 전류 제어 모델은 밸브의 전류-압력 선도, PID 제어기, 펄스폭변조 신호 발생기와 밸브 모델로 구성하였다. 전류 제어 모델에 사용된 데이터는 시험을 통하여 도출된 값과 대상 트랙터에 적용된 값을 사용하였다. 전류 제어 모델 검증을 위해 계단 입력 신호에 대하여 전류 특성 시험을 수행하였고, 실제 전류 시험 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 시험 결과와 시뮬레이션 결과에 대한 전류 특성을 비교해 보면, 상승 시간 오차는 0.0074초, 첨두치 시간의 오차는 0.0065초, 오버슈트 오차는 0.06%로 나타났다. 따라서 개발된 비례 제어 밸브의 전류 제어 모델은 실제 제어기의 전류 제어 특성을 제대로 반영할 수 있으며, 추후 변속 충격 모사를 위한 트랙터 시뮬레이션 모델에서 비례 제어 밸브의 전류 제어 모델로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

In this study, a controlled atmosphere (CA) storage system is proposed as a storage method for prolonging processing period. Persimmon was placed in CA storage at 0.5oC±0.5 for 92 d. The qualities of the stored persimmons were compared to determine the possibility of extending shelf life. ‘Sangjudungsi,’ which was harvested on October 26, 2017, was applied to the persimmons. In order to compare differences according to size, the persimmons were classified into Size No. 2 (170 g) and Size No. 3 (145 g). In the result, the yellowness of CA-stored persimmons was 26.3% lower than that of cold-stored ones, confirming that after-ripening was delayed. The firmness of CAstored and Size No. 3 persimmon was higher than that of cold-stored and Size No. 2 persimmon. Tannin decreased significantly in cold storage, but it tended to increase in CA storage. The sugar content of Size No. 3 was lower than that of Size No. 2, but there was no difference in tendencies according to the storage method. Weight loss in CA storage was lower than that in cold storage. A comparison of color difference, firmness, sugar content, tannin, and weight loss ratio showed that CA storage was more effective in improving shelf life than cold storage.

The first aim of the study is to improve the productivity by uniformizing the thickness of coating and reducing quality-inspection time. The second aim is to cut down on the raw materials for coating by prevent the waste of spraying in the air during a painting process through a real-time coating-sizerecognition monitering to fit the target components. To achieve the two aims, a simplified version of automatic coating control system for recognition of coating for vessels and Spray. With the sytem, following effects are expected: First, quality improvement will be achieved by uniformizing the film-thickness. Second, it will reduce the waste of coating paint by constructing the speed of the coating, the spray gun robot transfer time, and the number of DBs according to the size of the vessel. Third, as a 3D industry, it will be able to solve the difficulty of supply of labors and save up the labor costs. Therefore, in the future, further research will be needed to be applied to various products with DB design that designates the variable value, which is added for each type of pieces by comparing the difference between various types of workpieces and linear ones.

Automatic control systems in industrial manufacturing processes are becoming fundamental systems for maintaining effective productivity and high quality products. In addition to them, assisted utilities like electricity, steam, air or gas supplies and appropriate plc(programmable logic control) systems also must be adequately designed and installed for those manufacturing processes. Above mentioned automatic control systems and utility systems are made up with many kinds of electronic and electric parts like computers, plc’s, valves, switches, relays, sensors, guages, meters, etc., and should be mounted in control panels, so called control boxes or cabinets for easily operated and safely maintained. But these control boxes are usually exposed to unexpected environments like excessive high and low temperature, high humidity, dust, gas, vibration, impact, condensation, rain and snow, etc.. Nevertheless in those poor environments, the control systems should work always accurately, so the control boxes and all the parts inside the boxes should be made from the beginning to have durability against those environments suggested by some protection ratings standards. In Kimchi manufacturing fields also, there are also many kinds of control boxes for the variety of process lines, especially there are many damp and salty processes, and if the moisture contains salt ingredients and it affects 20% more than that of water-only moisture influences. In this presentation, the environments of general manufacturing fields are suggested and the strong environmental resistance control box design process are proposed. And some international standards examples are presented for the control boxes of the Kimchi manufacturing fields.

채소의 고정된 절단 형태를 가공할 수 있는 절단기는 실용화되어 국내외에 시판돼 있다. 하지만, 기존 개발된 절단기는 특정 채소류의 절단 작업 시 단일 절단 형태에 국한되어 있고 채소의 절단 형태에 따라 칼날을 교체하여야 하며 사용자의 수동제어에 의존하고 있다. 따라서 본 연구에서는 채소의 종류에 상관없이 절단의 다양한 형태가 가능한 모터 자동제어시스템을 개발한다. 채소 투입 시 흐트러짐 방지를 위한 가압장치와 메인 블레이드 장치를 PWM(Pulse Width Modulation)제어로 펄스의 폭을 조정하여 부하 전력의 크기를 조절한다. 그러하여 기어드 모터의 토크를 유지하면서 속도를 제어한다. 1~25mm 절단 두께를 조절하기 위해서 구동 컨트롤러(펄스 발생기)가 일체형으로 스텝모터 드라이버가 내장되어 있는 리니어 스텝 모터로 선정하였다. 스텝 모터는 프로그래밍을 통한 시그널로 정밀한 각도 및 정밀 위치제어가 가능하고 정지 상태에서 큰 자기 유지력(Holding torque)을 갖는다. 또한, 채소 배출시 이송용 컨베이어 벨트 구동과 속도 제어를 하는데 기존 컨베이어 모터 방식은 모터가 외부에 노출되어 있어 설치나 분해 및 관리에서 애로사항이 발생하는데 드럼 모터는 기어 박스, 체인, 모터 등의 모든 부품들이 일체화되어 있어 기계 배치에 효율적이다. 또한, 물 세척이 가능하고 청소가 용이하여 유지관리에 장점이 있다. PLC로 위치결정 및 이송을 제어하여 전처리 작업의 자동 제어 시스템을 구현하였다. 10인치 터치스크린 패널에서 절단 두께, 속도 조절 및 세척 기능 등을 제어하여 작업자의 편의성 증대 및 작업과정을 모니터링할 수 있다.

본 논문에서는 선박의 안전운항을 위하여 안개 발생 시 엔진을 자동으로 제어하여 피해를 최소화하거나 회피할 수 있도록 자동 제어 시스템을 설계 및 제작 하였다. 제작된 동력 자동제어시스템은 ATmega128과 RPM감지회로를 사용하여 안개발생부에서 인위적으로 안개를 발생시켜 RPM의 변화량을 측정하였다. 이를 위하여 전체구성도를 작성하였으며 홀센서가 있는 모터를 사용하여 PWM 제어를 하 도록 ATmega128에 Source code를 적용시켰다. 추후, 제작된 동력 자동제어장치를 통하여 실제 선박에서의 실험 및 안전성평가를 마련할 계 획이다.

A new design concept for integrated thermal energy storage system is suggested to increase energy saving rate for heating and cooling system of the closed glass greenhouse. Heat pump of air source is installed in the mechanical room and air flows then controlled by damper system located between the greenhouse and outdoor environments. A damper control algorithm is designed to enhance the usage of excessive energy in the glass greenhouse. Since the proposed system is installed at the actual glass greenhouse site for experimental verification of energy savings, the proposed system with damper control is compared with conventional greenhouse heating and cooling system. From results, it is found that more than 10% increase of energy saving rate is achieved.