• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1923-1925
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• 2003

본 논문은 유리 기판과 실리콘 기판의 양극접합과 CMP공정을 통하여 정전기력으로 구동되는 마이크로 비틀림 액추에이터를 제작하고 이 제작된 액추에이터의 성능을 개선하는 방법과 실험에 관한 것이다. 이 비틀림 액추에이터는 미소 거울로 사용하기 위해 제작하였다. 미소 거울은 영상을 정확히 반사하거나 회절 시키는 것이 목적이지만 MEMS 공정의 특성 문제로 인해 일관적인 성능을 나타내는 것이 비교적 힘들다. 따라서 이를 개선하기 위해선 구조적인 접근 보다 실제 구동될 때의 현상을 보상하는 것이 필요하다. 일정한 입력전압에 비례하는 미소 거울의 변위를 알고 이를 기준으로 하여 시스템을 구동하여야 한다. 여기서 인가되는 전압에 비례하는 변위가 정확한지 측정을 해야 하고 만약 오차가 있다면 이를 개선하여야 한다. 또한 구동 시 발생하는 overshoot 현상과 작은 떨림 현상을 줄이고 빠른 시간 내에 응답하도록 시스템을 보상하여야 한다. 본 논문에선 PID 제어기법을 사용하여 $0.5^{\circ}$의 각도로 구동할 때를 기준으로 이 때의 구동전압 200V를 인가하고 오차를 측정하여 시스템을 보상하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권7호
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• pp.1451-1456
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• 2017

본 연구에서는 형상기억합금(SMA)을 응용한 스마트 액추에이터의 효율적 제어를 위한 통합 액추에이터-제어기 시스템 설계를 논의한다. 이를 위하여 두 개의 스마트 SMA 액추에이터 유닛과 함께 제어를 위한 싱글 칩 마이크로프로세서, 액추에이터 드라이버, 센서를 통합한 새로운 액추에이터-제어기 모듈을 설계하고 제작하였다. 제안된 시스템에서는 피드백 제어를 위해 모듈의 회전을 측정하는 6축 모션센서 칩과 SMA의 저항을 측정하는 회로를 포함한다. 실험을 통하여 액추에이터의 구동과 센서 신호와 통신을 확인하였고 이를 통하여 실제 액추에이터-제어기 시스템의 작동을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권10호
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• pp.1394-1405
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• 2002

The performance of micro-actuators utilizing radiometric forces are studied numerically. The Knudsen number based on gas density and characteristic dimension is varied from near-continuum to highly rarefied conditions. Direct simulation Monte Carlo(DSMC) calculations have been performed to estimate the performance of the micro-actuators. In the present DSMC method, the variable hard sphere molecular model and no time counter technique are used to simulate the molecular collision kinetics. For simulation of diatomic gas flows, the Borgnakke-Larsen phenomenological model is adopted to redistribute the translational and internal energies.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권9호
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• pp.96-100
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• 2001

As the track density of hard disk drives increases, there is a need for more precise actuation of the head. This can be accomplished by using a high band width micro-actuator. In this work, the flying characteristics of sliders with micro-actuators are investigated with the aim to optimize the head/disk interface performance of such sliders. Contact-start-stop, sweep, and flying height tests are performed and analyzed. The results show that the MEMS based micro-actuator mounted on a slider possess acceptable flying characteristics.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권2호
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• pp.206-213
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• 2004

In this study, the topology optimization is applied to the design of a piezoelectric microactuator satisfying the specific mean transduction ratio(MTR). The optimization problem is formulated to minimize the difference between the specified and the current mean transduction ratio. In order to analyze the response of the piezoelectric-structure coupled system, both the structural and the electric potential are considered in the finite element method. The optimization problem is resolved by using Sequential Linear Programming(SLP) and the results of test problems show that the design of a piezoelectric microactuator with the specified mean transduction ratio can be obtained.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1119-1127
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• 2010

본 논문에서는 작동 평면상의 네 위치에서 사중안정점을 가지는 신개념 전자기형 마이크로 액추에이터의 구조체와 전자기 로렌츠력을 이용하는 구동 방식을 제시하고, 이의 타당성을 비선형 구조해석 및 전기-열해석을 통하여 검증하였다. 사중안정성 액추에이터의 구현을 위해서 관련 분야에서 널리 연구되고 있는 쌍안정성 액추에 이터의 개념을 확장 응용하였다. 비선형 유한요소해석을 이용하여 사중안정성 미소 구조체의 정적 해석과 과도동 적 해석을 수행함으로써 액추에이터 구조체의 다중안정성 유무를 파악하고 이 결과를 분석하여 구조체 설계에 반영하였다. 사중안정성 미소 구조체를 도체화하여 자기장 내에서 구조체에 전류를 통할 때에 발생하는 로렌츠력으로 평면상의 네 안정점으로 구조체를 구동할 수 있도록 고안하고, 그 때 필요한 구동전류의 크기 및 전자기 구동에 의한 주울열에 의한 온도분포를 계산하여 전반적인 타당성을 검토하였다. 본 논문은 지금까지의 관심 대상인 쌍안정성의 이용이 아니라 더욱 확장된 다중안정성을 가진 미소 액추에이터의 구조체와 전자기 구동방법을 제안하여 향후에 다중안정성을 필요로 하는 마이크로 시스템에 활용될 수 있도록 하는데 그 의미가 있다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제5권3호
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• pp.15-22
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• 2008

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.538-539
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• 2013

수평 자세제어에 관한 연구는 플랜트 외부에서 발생하는 미지의 진동이나 불특정 외란이 인가되었을 때 이러한 외란을 적절히 제거하여 플랜트의 안전성을 확보할 수 있는 중요한 기술이다. 특히 수평 자세제어에 대한 문제는 선박이나 항공기 등 진동이나 미지의 외란이 발생하는 비선형시스템에 대하여 플랜트의 안전성을 확보하기 위하여 다양한 제어 알고리즘을 적용하여 진동 및 외란을 제거하고 있다. 본 논문에서 활용하고자하는 수평 자세제어용 액추에이터는 전자기적 에너지를 직선운동을 하는 기계적 운동 에너지로 변환하는 장치로서 산업현장에서 많이 활용하고 있는 액추에이터이다. 이러한 리니어 액추에이터(linear actuator) 3개로 구성된 3축을 활용하여 리니어 액추에이터 상부에 놓여진 플랜트의 수평을 제어하고자 한다. 또한 플랜트의 수평 상태를 계측하기 위한 센서로는 플랜트에 인가되는 외란을 계측하기 위한 가속도 센서 및 정확한 플랜트의 자세를 계측하기 위한 자이로 센서를 활용하여 플랜트의 수평 상태를 계측하도록 하며, 3개의 리니어 액추에이터를 제어하기 위한 마이크로프로세서를 기반으로 PID 제어기를 설계하여 리니어 액추에이터를 활용한 수평제어 성능을 제시하고 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1045-1048
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• 2002

Micromachines are extremely novel artifacts with a variety of special characteristics. Utilizing their tiny dimensions ranging roughly from 10 to $1O^3$ micro-meters, the micromachines can perform tasks in a revolutionary manner that would be impossible for conventional artifacts. Micromachines are in general related to various coupled physical phenomena. They are required to be evaluated and designed considering the coupled phenomena. This paper describes finite element analysis (FEA) simulation of practical behaviors for the micro actuator. Especially, electric field modeling in micro actuators has been generally restricted to in-plane two-dimensional finite element analysis because of the complexity of the micro actuator geometry. However, in this thesis, the actual three-dimensional geometry of the micro actuator is considered. The starting torque obtained from the in-plane two-dimensional analytical solutions were compared with that of the actual three-dimensional FE analysis results. The starting torque is proportional to $V^2$, and that the two-dimensional analytical solutions are larger than the three-dimensional FE ones. It is found that the evaluation of micro actuator has to be considered electrical leakage phenomenon.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제14권2호
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• pp.29-34
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• 2001