• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.111-118
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• 2022

전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권4호
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• pp.66-73
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• 2019

본 연구에서는 항공기 플랩 제어를 위한 선형 구동기의 기본 설계에 대한 구조 안전성을 평가하였다. 다물체 동역학 분석을 통해 선형 구동기의 기계적 운동을 이해하였고, 접촉 하중을 산출하여 유한요소해석 기반의 구조 분석에 적용하였다. 구조 분석에서는 선형 구동기의 설계 속도 조건에 대한 열, 정적 거동을 검토하였고, 구조적 안전성을 평가하였다. 또한 모드 해석을 수행하여 동적 거동을 분석하였다. 분석 결과, 모터가 225 rpm으로 작동 시 구동 로드는 약 5 mm/s로 병진 운동하였고, 기어 간 최대 32.83 N의 접촉 하중이 발생하였다. 한편, 최대 열 응력과 정 응력은 철의 항복강도의 약 1.57%, 78%로 발생하였고, 각 부품은 서로의 공진 주파수를 회피하였다. 따라서 제안된 선형 구동기의 기본설계는 구조적으로 안전하며, 공진에 대해 안정적임을 밝혔다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.106-113
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• 2022

본 연구에서는 eVTOL 개인항공기의 개별 블레이드 피치 제어용 선형 구동기 기본설계 모델에 대한 구조 안전성을 검토하였다. Stall 하중에 대한 정적 구조 안전성을 검토하기 위해 유한요소법을 이용한 응력해석을 수행하여 안전여유율을 계산하였다. 또한 선형 구동기의 운용조건에 대한 피로수명을 평가하기 위해 피로 해석을 수행하였다. 다물체 동역학 분석을 통해 블레이드 피치각에 따른 하중이력을 산출하였다. 또한 정하중 해석에 정격하중을 적용하여 응력 분포를 산출하고 피로 해석에 활용하였다. 해석 결과, 선형 구동기의 모든 부품은 0 이상의 안전여유율이 계산되었고, 10⁷ cycles 이상의 피로수명이 산출되어 구조적으로 안전함이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.17-28
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• 2015

본 논문에서는 ON/OFF 작동과 같이 단순화된 구동 메커니즘을 가지면서도 구동 명령 한계가 있는 시스템의 구동 위치 제어 기법 설계를 수행하였다. 가장 먼저 구동기 시험데이터를 이용하여 고려되는 구동기의 PWM 명령을 입력으로 하는 비선형/선형 구동 동역학 모델링을 수행 하였다. 선형화된 모델을 이용하여 목표로 하는 제어 성능 요구조건을 만족시키기 위한 고전적인 PI 제어기법을 설계하였으며, PWM 제어명령 한계에 따른 제어 성능 감소를 해소하기 위한 제어 알고리즘을 제안하여 유효 제어 범위 내에서 설계된 제어 성능이 구현되도록 하였다. 최종적으로 제어 시뮬레이션을 통해 설계 방법을 검증하고 해당 제어기법 적용에 따른 성능 개선 정도를 평가하였다.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제17권4호
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• pp.42-45
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• 2011

위성 구동기 고장을 검출하는 문제를 살펴보기 위하여, 최근에 발표된 논문을 분석하였다. 구동기에 발생하는 고장은 그 영향이, 위성의 동역학을 거쳐서 센서의 출력으로 나타나기 때문에, 고장 검출은 기본적으로 상태추정이 수반되어야 한다. 다양한 상태추정기법이 적용될 수 있는데, 가장 많이 사용되는 기법은 Kalman 필터 및 유사 필터들이다. 위성의 고장에 적시에 대응한다면 피해를 최소화할 수 있기 때문에, 자율성 높은 탑재형(on-board)의 고장 진단 및 대응 시스템이 주요 연구목표가 된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.303-311
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• 2013

본 논문은 복잡한 제어장치 없이 비교적 간단한 마찰식 메카니즘을 이용하여 약물 주입량을 정확하게 제어할 수 있는 공압식 약물주입기 구동장치의 해석과 설계를 다룬다. 다물체 해석 기법을 적용하여 약물주입기의 모델을 구성하였고, 이에 대한 동역학 해석을 통해서 구동 메카니즘의 형상, 스프링강성, 마찰특성 등과 관련된 여러 가지 설계인자들이 약물주입성능에 미치는 영향을 분석하여 이를 시제품 설계에 반영하였다. 약물주입기가 100만회 사용에 대한 내구성을 평가하기 위한 내구시험을 실시하였고, 100만회 구동 후 약물주입기의 변위와 초기상태의 변위를 비교하여 제안한 메카니즘이 충분한 내구성을 가지고 있음을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.266-272
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• 2019

멀티콥터는 수직 이착륙 할 수 있다는 장점 때문에 활용이 증가하고 있으며 이러한 멀티콥터의 정상적인 동작을 위해서는 고장 검출과 분리 문제가 매우 중요하다. 본 논문에서는 해석적 방법에 기반하여 헥사콥터 구동기의 고장을 검출하고 분리하는 새로운 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 헥사콥터의 수학적 모델로부터 추정한 구동기의 각속도를 이용하여 잔차를 새롭게 정의하고 생성된 잔차와 문턱값을 비교하여 구동기의 고장을 검출한다. 고장이 검출되면 헥사콥터의 동역학 모델과 생성된 잔차를 결합하여 고장을 분리한다. 제안한 방법은 수학적 모델을 기반으로 하여 간단하면서도 효과적이다. 헥사콥터 구동기의 단일 고장 상황을 가정한 시뮬레이션을 통해 제안한 방법의 유효성을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.73-76
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• 2004

자동 부하 전환 개폐기는 일반적으로 주 전원의 전압 상태를 감시하여 주 전원의 정전이나, 저 전압 이 감지 될 때 주 전원을 개방시키고, 예비 전원으로 신속하게 전환 시킬 수 있는 구동 메커니즘이 필요하며, 주 전원이 정상 상태로 복구되면 다시 예비 전원에서 주 전원으로의 신속한 전환이 요구 되어진다. 본 논문에서 연구되는 자동 부하 전환 개폐기의 구동부는 1개의 구동력으로 2개 선로의 스위치를 동시에 조작하게 할 수 있는 링크 구조와 동작 원리를 간지고 있으며, 이 동작을 안정적이고 신뢰도 높게 조작하기 위해서 개폐기 구동부의 동특성을 구현할 수 있는 동적 모델로 검증하여 재작하였다. 보다 정확한 모델 수립을 위하여 기구 동작 시에 발생하는 부품들 사이의 충돌, 마찰, 유연성 등의 많은 동적특성들을 정밀하게 모사 할 수 있는 유연 다물체 동역학을 적용하였으며, 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.113-122
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• 2002

KSR-III 로켓의 자세제어 시스템 모델링과 최적 벤딩 필터 설계가 이루어졌다. 모델링에는 로켓 강체 동역학, 공력, 슬로싱, 구조적 벤딩, 구동기 동역학, 센서 동역학, 그리고 탑재 컴퓨터 특성이 고려되었다. 시간의 변화에 따른 자세제어 시스템 파라미터들의 변화를 보상하기 위하여 이득 스케쥴링 기법이 사용되었다. 벤딩 모드를 안정화시키기 위한 필터가 매개변수 최적화 방법을 이용하여 설계되었다. 설계된 자세제어 시스템은 주파수 영역에서 요구되는 이득 및 위상 안정성 여유를 가지게 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.103-109
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• 2006

본 논문에서 VDS(동역학 시뮬레이터)와 ACS(자세제어 시뮬레이터)를 개발하고 VDS를 ACS와 연동한 PILS를 통해 검증하였다. VDS는 정지궤도위성의 자세제어계 하드웨어 특성을 고려한 모델링 및 모듈화로 구성하였다. ACS는 센서 데이터로부터 자세결정을 수행한 후 구동기에 적절한 명령을 생성하는 역할을 한다. 또한, VDS와 PCDU(전력제어분배장치) 하드웨어와의 데이터 송수신을 위해 데이터획득보드를 장착하였다. VDS와 PCDU와의 HILS 연동시험을 통해서도 VDS의 성능검증을 수행하였다.