전북 익산시 R회사에서 기 개발된 세미오토 클러치는 수동클러치 차량의 기어 변속시 클러치 페달을 밟아야하는 불편함을 해소하고자 만들어진 장치로써 클러치 페달을 밟지 않고, 운전자가 기어봉에 위치한 스위치 조작만으로도 클러치 동작을 제어할 수 있다. 차량의 변속과정에서 클러치 동작을 제어하기 위해 센서를 설치하여 차량정보를 수집하여 제어하였다. 그러나, 센서 기반의 제어기는 열악한 운전조건에서 고장 원인이 되고 있으며, 차량에 설치하고 보수하는 과정에서 시간소요가 과다하여 많은 불편을 가지고 있었다. 이를 위해 본 연구에서는 차량의 ECU와 CAN통신을 통해 차량의 주행정보를 수집하여 제어하고, 공압 액추에이터로 클러치를 동작시키는 세미오토 클러치를 개발하였다. 개발된 공압 액추에이터의 정상적인 동작을 위해서는 최소 3bar이상이 요구되었다.
자동화 시스템은 RS232C에 의해 제어부와 GUI 시스템사이의 통신을 이용한다. 제업부는 실린더, 모터, 센서등과 같은 장치의 처리를 담당하며, GUI 시스템은 구동부로부터 직접 통신 방식이나 RS232C에 의해 신호를 받으며, 자동화 설비의 모든 상황의 분석 데이터를 사용자에게 제시한다. 이때 RS232C를 이용한 통신방식은 매우 중요하다. 이는 비용절감을 할 수 있으며 매우 단순한 구조를 가지므로 안정된 통신상태의 유지를 위한 유지보수가 쉽다. 반면 이러한 방법은 고속의 통신에서는 데이터나 신호의 손실을 가져올 수 있다. 따라서 데이터이 손실 없는 통신 프로세스의 제공은 매우 필요하다. 본 연구에서는 이를 위한 통신 알고리즘을 제시하였으며, 제어부와 자동화 시스템 사이의 RS232C를 이용한 송수신 상황에서 데이터의 손실을 막는 통신 처리를 구현하였다.
본 연구에서는 무인복합형 회전익기 연구의 일환으로 축소형 Tip Jet 로터 시험장치를 개발하였으며, 이를 이용하여 Tip Jet 로터에 대한 성능 및 동특성 연구를 수행하였다. 축소로터는 시험장 여건 및 공압조건 등을 고려하여 2m급이 되도록 하였으며, 압축공기를 이용하여 구동된다. 축소로터의 회전속도는 압축공기의 압력을 이용하여 조절되며, 별도의 하중측정부를 두어 회전 시 발생하는 추력과 각 방향의 하중 데이터를 획득하게 된다. 동특성 시험을 위해 별도의 유압 가진기가 장착되어 있으며, 로터 가진 시 발생하는 블레이드의 flap, lag 및 torsion 방향에 대한 동적 응답을 확인하기 위해, 각 블레이드의 익근부에는 full-bridge strain gage를 부착하였다. 성능 및 동특성 시험은 로터 회전수 및 블레이드 피치각을 변경해가며 실시되었다. 아울러 시험 결과의 유효성을 확인하기 위해 CAMRAD II 해석 결과와 비교하였다.
초음속 엔진으로부터 구성한 모델 연소기를 설계/제작하여 연소시험 중 발생하는 연소불안정을 측정하고 화염안정화 장치를 이용하여 2차 연료를 분사하는 방법으로 연소불안정을 능동제어하는 기법에 관해 연구하였다. 연소실 압력측정이나 화염의 광학적 계측을 통해 연소불안정 주파수를 검출하였고, 고속으로 운용할 수 있는 마그네틱 밸브를 구동기로 선정하여 밸브 후단 압력 및 2차 분사되는 연료의 분무의 광학적 계측을 통해 연료 변조 특성을 확인하였다.
The real-time simulator of a pneumatic actuation system that is composed of differential PWM signal generator, charge solenoid valve, discharge solenoid valve, actuator, load, and rotational potentiometer is developed using a DSP board and a PC. The simulator receives the control signals from the external controller through the A/D converter, updates the state and output variables of the Pneumatic actuation system responding to the input signals every sampling time, and sends out the output signals through the D/A converter in real time. The user can observe the displacements, velocities, pressures, and mass flows representing the operation of pneumatic actuation system through the PC monitor in real time. Also the user can see the moving images between the pistons and rotating arm realistically in real time. The accuracy of the real-time simulator is verified by the good agreement of the real-time simulation results and the experimental results of the pneumatic actuation system.
Active vibration control is generally used to reduce vibration level by the actuators based on measured signal. Dynamic properties of a structure can be easily modified by the active vibration control, so that the vibration level may be effectively reduced to the magnitude below the allowable limit over a wide frequency rangs. In this paper, an instantaneous optimal control algorithm including acceleration feedback is presented for the active vibration control of large structures considering facts that the acceleration response can be easily measured, but the displacement and velocity response are obtained by numerically integrating the measured acceleration response with some errors. The adverse effect of the time delay is overcomed by taking into account the dynamic characteristics of an actuator and filters in the design of controller. Performance test is carried out using a hydraulic active mass driver on a test structure$(L{\times}W{\times}H;=;1200mm{\times}800mm{\times}1600mm, about;500kg)$ supported by four columns under base excitations. It is confirmed that the vibration level of the test structure are reduced to about 1/6 near resonance.
To machine the micro hole, laser machining system is widely used, however, the system cannot fabricate the micro hole with high aspect ratio and good surface finish. To break the obstacles, the high frequency vibration mechanism with PZT (Piezoelectric Transducers) is proposed in this paper. The mechanism will vibrate the laser beam in vertical direction so that the aspect ratio and surface finish may be higher than the conventional. The mechanism vibrates the eyepiece of laser optics. In addition to the benefits, the mechanism enables us to have high precision and flexibility. It decreases burr and debris during machining. And it is able to machine various materials of workpiece. This research include high frequency and large travel range of the proposed mechanism. The PZT motion of mechanism and analysis on the sensitivity of design parameters are extracted from a finite element method (FEM) simulation. In the analysis, the target vibration mode without parasitic motion is designated to have the target frequency and high amplitude.
모터의 일종으로서 엑츄에이터는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하기 위하여 전류를 이용하여 동작하는 메커니즘을 제어하는 시스템이다. 전압을 가청 신호로 변환하는 기능을 갖는 오디오 액츄 에이터로서는 스피커와 증폭기가 흔히 사용된다. 산업 현장에서는 고출력 고양질의 전력 시스템이 필요하다. 이러한 시스템들이 품질이 좋은 출력을 생성하기 위하여 오디오 시스템의 출력 임피던스를 제어해야 만 한다. 우리는 이 논문에서 가변 부하가 연결되어 있는 능동 증폭기 시스템을 구동하기 위한 적응 특성을 전력 공급기를 제시한다. 전기 신호를 오디오 신호로 변환하는 스피커의 저항값이 변동함에 따라 능동 증폭기에 대한 전력 공급 장치는 부하값의 변동에 적응하여 스피커에 최대 전력을 공급하며, 피크전류의 급격한 변동과 과잉전류의 흐름으로부터 증폭기를 보호하게 된다.
배전분야 전력계통에 적용되는 보호기기류는 변전소 차단기, 배전선로의 리클로저, 최소 전류 용량 회로, 고장구간 차단기 등이 있다. 이들은 부분 정전이나 대규모 사고를 방지하고 선로의 순간고장 또는 영구고장 발생 시 정상 계통이 건전성을 유지할 수 있도록 광역 정전 파급을 방지한다. 그러나 사고가 발생할 경우 변전소 차단기와 배전선로 보호기기 간의 보호협조 미비로 인하여 광역 정전을 초래할 수 있다. 더 좋은 전력시스템의 건전성을 확보하기 위하여 1주기(16ms) 이내로 동작하는 차단기를 개발할 필요성이 요구된다. 본 연구에서는 친환경 가스절연 방식의 고속도 차단기를 개발하였으며, IEC 62271-111 표준에 기반한 시험에서 우수한 결과를 얻었다. 이 기기는 고장구간을 정확하고 빠르고 신속하게 분리하여 광역 정전 예방에 기여할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 소형 지구관측 위성의 광학카메라에 들어가는 미소진동을 보상하기 위한 초점면부 보정장치 시스템의 실험적 모델링을 수행하였다. 미소진동 외란을 보상하는 초점면부 보정장치의 구동기로 PZT 압전작동기를 적용하였다. 압전작동기는 히스테리시스 고유 특성을 갖게 되므로 보정장치 시스템의 정확한 수학적 모델링을 얻는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 보정장치 시스템을 2차 선형시스템으로 가정하고 MATLAB의 시스템 식별 툴박스(System Identification Toolbox)를 이용하여 실험적으로 모델링을 수행하였다. 외란의 주파수 범위인 0~50Hz에서 응답 오차 10%를 만족하기 위해 단일 선형 모델로는 불가능하며 총 4개의 선형 모델이 필요하다. 각각의 모델은 0~50Hz 입력범위를 4개의 구간으로 나눈 영역에서 실제 동역학을 잘 표현 하고 있다. 미소진동 외란의 보상은 입력주파수에 따라 모델 스위칭 기법을 적용한 초점면부 보정장치 제어를 통해 이루어진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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