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연료전지 스택의 상태를 진단하는 장치에 있어서,주파수 응답용 진단 신호로서 복수의 정현파로 이루어진 다중 주파수의 진단 신호를 스택에 인가하여 스택 전류 또는 스택 전압을 측정하는 측정부;상기 스택 전류 또는 스택 전압을 주파수 변환하여 고조파 왜곡률(THD)을 연산하는 THD 연산부;상기 고조파 왜곡률을 이용하여 단위 시간당 THD의 변화량을 연산하고 상기 스택 전류를 이용하여 단위 시간당 스택 전류의 변화량을 연산하는 THD 변화량 연산부; 및상기 THD, 상기 단위 시간당 THD의 변화량, 상기 스택 전류, 스택 전압 및 상기 단위 시간당 스택 전류의 변화량 등의 스택의 정보를 입력으로 하여 스택의 상태를 진단하는 진단부를 포함하되,상기 진단부는 퍼지 로직 또는 뉴로 네트워크를 이용하여 상기 스택의 상태를 진단하고,상기 THD 연산부는 아래의 수학식을 이용하여 상기 고조파 왜곡률을 연산하며,여기서, Vtest1 및 Vtest2는 각각의 입력 테스트 주파수에 해당하는 출력 전압 성분들을, Vn은 그 외의 입력하지 않은 고조파 주파수 성분들을 나타내고,상기 진단부는,퍼지 집합의 정의에 있어서, 상기 입력에 해당하는 기초 변수 및 출력의 범위가 다음과 같이 정의되는 연료전지 스택의 상태 진단 장치:Input(스택의 정보): Stack 전체 전압, THD, dTHD, 스택 전류, 스택 전류의 변화량,Output: 0(정상)≤ SoS ≤ 1(비정상)여기서, THD는 고조파 왜곡률을, dTHD는 단위 시간당 THD의 변화량을 나타내고, SoS는 상기 연료전지 스택의 상태(State of Stack)를 나타낸다
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제1항에 있어서,상기 입력 및 출력에 관한 링귀스틱 변수의 정의가 다음과 같이 정의되는 연료전지 스택의 상태 진단 장치:StackVoltage: {Low, High},THD: {Low, High},dTHD: {Low, Mid, High},Current: {Low, High},dCurrent: {Low, High},SoS: {Low, High}여기서, StackVoltag는 스택 전체 전압, Current는 스택 전류, dCurrent 는 단위 시간당 스택 전류의 변화량을 각각 나타낸다
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제3항에 있어서,상기 링귀스틱 변수와 관련한 규칙(Rule Base)은,(1) 스택 전체 전압이 최저 임계치보다 낮으면 비정상 (2) THD의 변화량이 낮을 때 스택 전류에 따른 THD가 높으면 비정상 (3) THD의 변화량이 크면서 스택 전류의 변화량에 대한 THD값이 클 경우 비정상으로 정의되는 연료전지 스택의 상태 진단 장치
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제1항에 있어서,상기 진단부는,상기 THD, 단위 시간당 THD의 변화량 및 단위 시간당 스택 전류의 변화량을 입력으로 하여 뉴로 네트워크 학습과정을 수행하고,상기 학습과정에서 Training, Validation 및 Testing을 거쳐 정상 또는 비정상의 진단 결과를 출력하는 연료전지 스택의 상태 진단 장치
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연료전지 스택의 상태를 진단하는 장치를 이용한 연료전지 스택의 상태 진단 방법에 있어서,주파수 응답용 진단 신호로서 복수의 정현파로 이루어진 다중 주파수의 진단 신호를 스택에 인가하여 스택 전류 또는 스택 전압을 측정하는 단계;상기 스택 전류 또는 스택 전압을 주파수 변환하여 고조파 왜곡률(THD)을 연산하는 단계;상기 고조파 왜곡률을 이용하여 단위 시간당 THD의 변화량을 연산하고, 상기 스택 전류를 이용하여 단위 시간당 스택 전류의 변화량을 연산하는 단계; 및상기 THD, 상기 단위 시간당 THD의 변화량, 상기 스택 전류, 전압 및 상기 단위 시간당 스택 전류의 변화량을 입력으로 하여 스택의 상태를 진단하는 단계를 포함하되,상기 스택의 상태를 진단하는 단계는,퍼지 로직 또는 뉴로 네트워크를 이용하여 상기 스택의 상태를 진단하고,상기 고조파 왜곡률(THD)을 연산하는 단계는,아래의 수학식을 이용하여 상기 고조파 왜곡률을 연산하며,여기서, Vtest1 및 Vtest2는 각각의 입력 테스트 주파수에 해당하는 출력 전압 성분들을, Vn은 그 외의 입력하지 않은 고조파 주파수 성분들을 나타내고,상기 스택의 상태를 진단하는 단계는,퍼지 집합의 정의에 있어서, 상기 입력에 해당하는 기초 변수 및 출력의 범위가 다음과 같이 정의되는 연료전지 스택의 상태 진단 방법:Input(스택의 정보): Stack 전체 전압, THD, dTHD, 스택 전류, 스택 전류의 변화량,Output: 0(정상)≤ SoS ≤ 1(비정상)여기서, THD는 고조파 왜곡률을, dTHD는 단위 시간당 THD의 변화량을 나타내고, SoS는 상기 연료전지 스택의 상태(State of Stack)를 나타낸다
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제6항에 있어서,상기 입력 및 출력에 관한 링귀스틱 변수의 정의가 다음과 같이 정의되는 연료전지 스택의 상태 진단 방법:StackVoltage: {Low, High},THD: {Low, High},dTHD: {Low, Mid, High},Current: {Low, High},dCurrent: {Low, High},SoS: {Low, High}여기서, StackVoltage는 스택 전체 전압, Current는 스택 전류, dCurrent 는 단위 시간당 스택 전류의 변화량을 각각 나타낸다
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제8항에 있어서,상기 링귀스틱 변수와 관련한 규칙(Rule Base)은,(1) 스택 전체 전압이 최저 임계치보다 낮으면 비정상 (2) THD의 변화량이 낮을 때 스택 전류에 따른 THD가 높으면 비정상 (3) THD의 변화량이 크면서 스택 전류의 변화량에 대한 THD값이 클 경우 비정상으로 정의되는 연료전지 스택의 상태 진단 방법
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제6항에 있어서,상기 스택의 상태를 진단하는 단계는,상기 THD, 상기 단위 시간당 THD의 변화량 및 스택 전류 변화량을 입력으로 하여 뉴로 네트워크 학습과정을 수행하고,상기 학습과정에서 Training, Validation 및 Testing을 거쳐 정상 또는 비정상의 진단 결과를 출력하는 연료전지 스택의 상태 진단 방법
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