• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-8
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• 2001

기존의 진동형 마이크고 자이로스코프는 고감도화를 이루기 위해 구동 모드와 검출 모드를 동조시킬 필요성이 있었다. 본 연구에서는 고유하게 조율된 두 개의 공진 모드를 갖는 광진기를 이용하여 자가동조 특성을 갖는 마이크로 자이로스프로의 응용에 대한 타당성을 검증한다. 진동하는 두 축에 대해 대칭의 구조를 가지는 2자유도 수평 공진기가 모드 동조의 필요성을 최소화하는 자이로스코프로의 응용을 위해 소개된다. 자이로스코프의 적용을 고려한 동역학적 모델이 도출되고 이는 제조된 마이크로 자이로스코프와 실험을 통해 비교 검증 된다. 마이크로 자이로스코프의 구조체는 산화막 위의 폴리실리콘 박막으로 구성되어 간단한 2마스크 공정으로 제조 가능하다. 자가동조 특성을 갖는 진동형 자이로스코프로서의 타당성이 해석 결과와 실험을 통해 검증되었다. 8개의 실험 시편에 대해서 구동 및 검출 모드의 공진 주파수를 측정했을 때, 구동 및 검출 모드의 공진 주파수에 대한 표준편차가 각각 1232Hz와 1214HZ인데 반해 비동조 주파수의 평균값은 91.75Hz를 나타내 우수한 자가동조 특성을 보였다. 샘플 중 최소 비동조 주파수는 68Hz였고 이때의 감도는 $0.034mV/sec/^{\circ}$로 측정되어 공정의 불균일성이 개선되면 녹은 감도를 구현학 수 있는 자이로스코프로서의 타당성을 확인할 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제5권4호
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• pp.47-56
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• 1996

속도제어루프내에서 외란의 각속도를 감지하여 짐발을 안정화시키기 위해 사용하는 동조자이로스코프에 대한 기본원리 및 특성을 분석하였다. 또한 비례모드 자이로스코프의 모델을 정확하게 제시하였으며, 제시된 모델은 공진 특성을 가지고 있기 때문에 기존에 사용하고 있는 2차 시스템 모델보다 실제 시스템의 특성과 유사하므로 일반적인 비례모드 자이로스코프에서도 적용 가능하다. 실제 시스템인 전자광학추적기에 사용할 경우 발생되는 문제점을 알아보고 그 해결 방안을 제시하였다.

• 센서학회지
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• 제8권2호
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• pp.139-147
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• 1999

본 논문에서는 관성 항법 장치 및 동작 제어 장치 능에서 회전 각속도를 검출하기 위하여 널리 사용되는 동조 자이로스코프의 새로운 각속도 검출방법을 제시하였다. 제안된 방법은 자이로스코프의 모델을 사용하여 재평형 루프의 설계를 수행함으로써 기존의 PI제어 방법만을 사용하였을 경우보다 외부 입력에 대하여 속도 검출을 위한 픽업단의 회전각도가 과도 및 정상 상태에서 작은 검출각을 유지시킨 상태에서 입력 각속도를 검출할 수 있으며 이에 따라 자유 자이로스코프의 기계적인 변경 없이도 시스템의 동작 범위를 매우 넓히는 것이 가능함을 보였다. 제안된 방법을 사용한 동조자이로스코프 시스템의 모델 및 전달 특성을 제시하였으며 최종적으로 컴퓨터 모의실험 모델 및 그 결과를 제시하여 그 타당성을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권5호
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• pp.30-37
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• 1996

The objective of this research is to explore the analysis and test method for the reliable design and fabrication of a high precision dynamically tuned gyroscope. The tuning frequency is decided by the calculation of mass moment of inertia of rotor and gimbal and the stiffness of flexures. Due to the complex geometry of the flexure, calculation of the stiffness of the suspension flexure is difficult. In this paper, three analytical methods for obtaining the stiffness of the flexure are porposed and a special testing method is used for checking the accuracy of the computed results.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권2호
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• pp.13-22
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• 1997

Strapdown inertial navigation system(SDINS) is a navigational instruments necessary to guide and con- trol a free vehicle. In this study, an error analysis of mechanical parts is carried out for manufacturing a dynamically tuned gyroscope. The errors usually come from the tolerance in machining and assembly. In the error analysis, a criterion to be considered during designing and manufacturing is proposed by quanti- tatively analyzing the effect of DTG performance by tolerances. The theory of dynamic balancing is deduced and unbalance is reduced through experiment.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권11호
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• pp.81-87
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• 2000

A new resonator that is fabricated by single polysilicon layer process is presented. The resonator can move in two orthogonal direction on the plane parallel to the substrate. And the resonant frequencies of the two modes are intrinsically designed to be identical since the overall structure of the resonator is symmetric about the two directions of motion. Since the resonator ideally has two identical vibration mode, it can be applied to various micro-devices that requires multi DOF motion, especially to microgyroscopes. To investigate the feasibility of application of the resonator, dynamic model of the resonator including the nonlinear behavior of driving electrodes is derived and evaluated with the fabricated one, and the self-tuning characteristics are proved though experiments.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제48권9호
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• pp.1131-1139
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• 1999

In this paper, we present a wide-bandwidth digital rebalance loop for a dynamically tuned gyroscope(DTG) based on {{{{ { H}_{2 } }}}} methodology. The operational principle and the importance of a rebalance loop are explaind, first. The augmented plant model is constructed, which includes a gyroscope model and an integrator. An {{{{ { H}_{ 2} }}}} based controller is designed for the augmented plant model. To verify the performance of the controller, a digital rebalance loop for a DTG is designed, fabricated and experimented. Through frequency response analyses and experiments using a real DTG, it is confirmed that the controller is more robustly stable and has a wider bandwidth compared with those of a conventional PID controller, contributing to the performance improvement of a DTG.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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• pp.643-648
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• 1988

A strapdown inertial navigation system fabrication utilizing dynamically tuned gyroscope was finished as a first stage development. So it's design, fabrication and tests are reported. Although this system lacks in accuracy compared with the cimballed system, factors such as low cost, small size and lightness make it useable in wide range of applications. The initial cost for investment is relatively cheap, and so it is best suitable for local development in various kind of inertial navigation system. Since all of the locally used systems are imported and even with it's close relation to the military, foreign technical transfer is practically non-existent. The independent local development of such system at a time of domestic initation in aerospace and defense industry, can be seen as a significant milestone in the advancement of the inertial navigaion system field.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1146-1148
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• 1996

In this paper, uncertain parameters of the heat transfer model of a Dynamically Tuned Gyroscope (DTG) are estimated by the Recursive Least Squares (RLS) method. Also, using this model, a temperature controller for a DTG is designed. As the temperature controller, a PI controller is used. It is presented that a controller can be easily designed when the heat transfer model of a DTG is used. By simulations and experiments, it is shown that the estimated heat transfer model is appropriate and the desired performance of the temperature controller is satisfied.