• 소음진동
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• 제5권3호
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• pp.292-302
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• 1995

압전재료를 이용한 능동진동제어에 관한 연구동향과 연구결과를 살펴보았다. 능동 진동제어에 사용되고 있는 감지기/작동기들 중 압전세라믹은 몇 가지 장점을 지니고 있어 그 적용에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있는 것이 현실이며 실제 구조 물로의 적용이 이루어지고 있다. 압전세라믹을 이용한 진동제어는 박판으로 이루어진 국부구조물의 진동제어에 적합하며 그래서 자동차의 진동소음제어, 위성체 태양판의 진동제어에 사용할 수 있고 또한 겹쳐놓은 형태의 압전세라믹은 트러스 구조물의 능동 멤버로 활용할 수 있다. 이렇게 겹쳐놓은 압전세라믹 구조는 진동 고립(vibration isolation)을 원하는 장비의 지지대로 사용할 수 있어 그 응용분야가 넓다. 최근까지 도 압전세라믹을 이용한 진동제어는 주로 외팔보, 또는 평판과 같은 단순한 기하학적 형상을 가진 구조물에 국한되어 연구가 진행되어 왔고 제어기법 또한 그동안 전기 제어분야에서 개발되어 온 기법들을 적용하는 현상을 보였는데 구조물의 자유도가 무한대임을 고려할때 앞으로 구조물에 합당한 제어기법의 개발이 요망된다고 하겠다. 이 논문에서 선보인 PPF와 SRF 제어 기법은 필자가 간단히 회로를 구성하여 실험을 수행하였는데 압전재료의 진동제어 기법으로 단순하면서도 효율적인 제어기법이라고 말할 수 있다. 압전재료를 이용한 진동제어에 관한 국내의 연구활동이 미미한 상태 이으로 이분야에 대한 연구자들의 관심을 모을 필요가 있다. 압전세라믹 감지기와 작동기의 설치는 그동안 압전세라믹 판을 직접 구조물에 접착시킨 형태로 진행되었 는데 새로운 형태의 압전세라믹 작동기의 개발이 시급하다. 이는 높은 전압을 필요로 하는 진동제어는 필수적으로 커다란 부대시설을 요구하게 됨으로 전압을 높이지 않고 도 진동제어를 효율적으로 할 수 있는 압전세라믹의 제조가 필요하다고 하겠다. 필자 는 이런 목적으로 다층 압전세라믹(multilayer piezoceramic plate)을 제작한 적이 있었는데 실험결과는 신통치 않았다. 또한 압전세라믹을 길고 얇은 조각으로 잘라 사용하는 방법로 있었으나 세라믹의 절단시 다이아몬드 컷터를 사용해야 되어 제작이 곤란했다. 또한 압전세라믹이 부서지기 쉬운점을 개선한다면 진동제어에 있어 아주 효과적인 감지기/작동기가 될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권3호
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• pp.67-73
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• 2006

본 논문에서는 매개변수 추종기법과 모델추종 적응제어기법을 이용하여 재형상 모델 추종 비행제어기법을 제안하였다. 기준 모델을 추종하기 위하여 모델의 신호와 입력, 오차를 이용하여 적응제어기를 구성하였다. 고장이 발생하는 경우 시스템에 발생하는 불확실성에 대처하기 위해 시스템 식별기법을 도입하였으며, 역변환 계산의 용이성을 위해 회귀적 재귀 푸리에 변환기법을 사용하였다. 회귀적 재귀 푸리에 변환을 이용한 적응제어기법을 통해 고장에 능동적으로 대처하는 비행제어시스템을 구성하였으며, 항공기 제어면 파손을 모사하기 위하여 안정미계수 및 조종미계수 기법을 이용하여 고장을 정식화 하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 제안된 제어시스템의 타당성을 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권9호
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• pp.167-174
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• 1995

This paper experimentally demonstrates the feasibility of using shape memory alloy(SMA) actuators in controlling structural vibrations of a flexible cantilevered beam. The dynamic characteristics of the SMA actuator are identified and integrated with the beam dynamics. Three types of control schemes; constant amplitude controller(CAC), proportional amplitude controller (PAC) and sliding mode controller(SMC) are designed. The CAC and PAC are determined on the basis of physical phenomenon of the SMA actuator, while teh SMC is formulated in a mathematical manner. The proposed controllers are implemented and evaluated at various operating condirions by investigating the control level of suppression in transient vibration.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.12-20
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• 2002

To control the noise of an enclosed sound field, we built a state space model using the acoustic modal parameter description. Using the state space model, we can investigate the controllability and observability, and find an appropriate position of control speaker and microphone to control sound field of the enclosed space. We implemented LQR(linear quadratic regulator) controller and reduced order observer to reduce the first acoustic mode. Experiments showed satisfactory results of 4∼10 dB reduction of magnitude of the first acoustic mode, and support the feasibility of the proposed scheme to lightly damped acoustic field.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.595-596
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• 2007

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.72-75
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• 2000

This paper presents a simulation study on the description of the motion and the control of an active catheter actuator with multi-link structure actuated by Shape Memory Alloy(SMA). The model of an active catheter adopted in this paper has 3 links, and the individual links are composed of 3 micro coils of SMA for the omni-directional motion. In order to analyze the motions of multi-link structure, 3-dimensional kinematics description is presented. Also, the motion control of the end point of an active catheter using simple Neural Network is shown based on GUI(Graphic User Interface) system.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.184-190
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• 2015

On wide variety of fields, studies on active twist control are becoming more active. For effective twist control, blades have to have low torsional stresses with high torsional deformations to the same magnitude of torque acting on its cross-section. In this study, 2D sectional analysis and 3D finite element analysis were made for 5 different blades with each having different cross - sections which have different spars. The results from 2D sectional analysis, were then put into 3D blade deformation and stress calculations which lead to analysis. Outcomes from 2D and 3D analysis, showed that on the same torque and concentrated load conditions, the blade with 'C' shaped spar was the best of all the blades which were used in this study.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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• pp.116-120
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• 1994

최근 항공우주 및 생산자동화 분야의 급격한 발달에 따라 정밀도와 효율성을 향상시키기 위해 저중량, 고강도 구조물이 요구된다. 그러나 경량화 추세로 인해 수반되는 구조물의 유연성 증가로 외력에 대한 구조응답의 진폭이 커지고 구조물의 피로 수명이 단축되어 매우 위험한 상황에 이를 수 있다. 이런 바람직하지 않은 진동현상을 제어하기 위해 여러 제어이론을 응용한 진동억제시스템의 연구가 활발하며, 신소재인 압전재료의 개발로 새로운 방향이 제시되고 있다. 압전재료는 유연한 구조물에 부착되어 압전재료의 수축, 팽창 운동에 의해 발생된 에너지를 부착된 구조물에서의 제어력으로 사용되어, 진동 혹은 자세 및 형상 제어에 활용되고 있다. 압전재료에 대한 연구로는 Crawley, de Luis3가 보의 표면 혹은 내부에 압전세라믹을 부착하여 액튜에이터로 사용하는 경우 집중모멘트를 가하는 역할을 함을 밝혔고, Hanagud, obal은 압전재료를 센서와 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 대한 최적 진동제어 알고리즘을 개발, 그 성능에 대한 효과를 조사하였고 임의의 위치에 부착된 센서 및 액튜에이터를 고려한 복합재료 보의 운동방정식을 유한요소법을 이용 유도하였으며 변위율 피드백(rate feedback)과 모달피드백(modal feedback) 제어기를 적용하여 진동제어 효과를 고찰하였다. 그리고 Tomas, James, Hubbard는 압전필름을 액튜에이터로 사용해 복합재료 보에 Liapunov 제어기와 변위율 피드백 제어기를 사용하여 능동감쇠기를 설계하였고, Lee, Chaing, Sullivan은 압전필름을 센서와 액튜에이터로 사용해 평판에 변위율 피드백 제어기를 적용한 능동감쇠기를 설계하고 실험적으로 수행하였다. Base가 백색잡음가진을 지속적으로 받을 때 보끝의 움직임이 최소가 되도록 제어하고자 연구를 수행 중인 바 그 결과로소 본 논문에서는 적용시켰고 F-P-K 방정식을 이용해 확률영역으로 변환하여 LQR 제어기와 pole allocation 제어기를 시스템에 적용시켜 우수한 특성을 갖음을 제어 시뮬레이션의 결과를 통해 입증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.248-248
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• 2000

본 연구는 조선 소조립, 판넬조립 등의 공정에서 발생되는 필렛 용접 부위의 용접 자동화를 위한 로봇 시스템 개발에 관한 연구이다. 조선등의 중공업 분야에서는 작업이 중량이고 대형임에 따라 로봇이 부재의 특정위치로 이동하여 작업해야 한다. 또한 작업대상의 형상이나 치수가 매번 변경됨에 따라 이에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 두 대의 로봇(2대x6축=12축)이 다축 문형 캔트리(4축)에 장착된 조선용 필렛용접 로봇 시스템(16축)을 개발하였다. 필렛용접부재를 중심으로 두 대의 로봇이 양쪽을 동시에 용접하는 방식으로 고속회전토치를 적용하여 위빙동작없이 원하는 용접각장(Leg Length)을 생성할 수 있다. 캔트리 시스템은 PC 기반의 별도 제어기로 구성하여 두 대의 로봇 제어기와 신호 입출력에 의해 동시동작이 가능하도록 하였으며, 작업장에 놓인 부재의 위치오차를 보장하기 위하여 시각센서를 적용하였다. 용접시작점의 위치보정을 위한 시작점 검출을 위해접촉센서(Touch Sensor)를 적용하였으며, 용접선 추적을 위해서 아크센서(Arc Sensor)를 적용하였다. 본 시스템 2000년 1월 제작 설치가 완료되어 현재 성능 테스트가 완료된 상태로 향후 생산현장에 적용될 계획이다.

• Composites Research
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• 제13권5호
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• pp.50-59
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• 2000

본 논문에서는 복합재료 패널 플러터를 억제할 수 있는 두 가지 방법에 대해서 연구하였다. 첫번째, 능동제어 방법에서는 선형 제어 이론을 바탕으로 제어기를 설계하였으며 제어입력이 작동기에 가해진다. 여기서 작동기로는 PZT를 사용하였다. 두 번째, 인덕터와 저항으로 구성되어진 션트회로를 사용하여 시스템의 감쇠를 증가시킴으로써 패널 플러터를 억제할 수 있는 새로운 방법인 수동감쇠기법에 대한 연구가 수행되었다. 이 수동감쇠기법은 능동적 제어보다 강건(robust)하며 커다란 전원 공급이 필요하지 않고 제어기나 감지 시스템과 같이 복잡한 주변 기기가 필요 없이도 실제 패널 플러터 억제에 쉽게 응용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 최대의 작동력/감쇠 효과를 얻기 위해서 유전자 알고리듬을 사용하여 압전 세라믹의 형상과 위치를 결정하였다. 해밀턴 원리를 사용해서 지배 방정식을 유도하였으며, 기하학적 대변형을 고려하기 위해 von-Karman의 비선형 변형률-변위 관계식을 사용하였으며 공기력 이론으로는 준 정상 피스톤 1차 이론을 사용하였다. 4절점 4각형 평판 요소를 이용하여 이산화된 유한 요소 방정식을 유도하였다. 효율적인 플러터 억제를 위해 패널 플러터에 중요한 영향을 미치는 플러터 모드를 이용한 모드축약기법을 사용하였으며, 이를 통해 비선형 연계 모달 방정식이 얻어지게 된다. 능동적 제어 방법과 수동 감쇠 기법에 의해 수행되어진 플러터 억제 결과들을 Newmark 비선형 시분할 적분법을 통해 시간 영역에서 살펴 보았다.