• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.797-803
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• 2012

비례솔레노이드밸브는 코일전류에 비례하는 전자기력을 이용하여 밸브 변위를 연속적으로 가변시키는 밸브이다. 대용량 비례유량제어밸브는 발전소나 화학 플랜트에서 물, 스팀, 가스 등과 같은 공정유체의 대용량 유량제어에 사용되며 공압이나 모터를 이용하는 밸브에 비하여 우수한 응답성능과 소형화의 장점을 가진다. 본 연구에서는 비례제어밸브를 대상으로 밸브의 동적 특성을 식별한 후 목표 성능이 만족되도록 위치제어기의 비례적분이득을 자동으로 조정하는 기능을 설계하였다. 동특성 식별은 릴레이 피드백을 통하여 한계 안정 상태에서의 임계이득과 임계주기로 파악하였으며, 비례적분이득 결정에는 Ziegler-Nichols 방법을 적용하였다. 구현된 기능은 시험을 통하여 성능을 검증하였으며 밸브 작동점과 릴레이 제어기 변수가 자동조정에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.19-19
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• 2017

자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제15권2호
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• pp.46-51
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• 2018

Many research studies have been carried out related to saving energy and environmental pollution in the field of construction machinery. The best solution for reducing the related environmental pollution is to reduce fuel consumption by upgrading the energy efficiency of machinery used in this field. An efficiency upgrade in the field of construction machinery would mean minimizing the pressure loss in hydraulic pipe lines or achieving optimal operating conditions while responding to a load. One way to achieve this is to make an equivalent circuit, like an electrohydrostatic actuator, or to improve the spool type valve using the 4/3 way method. This study deals with an electrohydraulic proportional flow control valve. SimulationX software is used as a simulation tool for analyzing the dynamic characteristics. The analysis results, including the performance and characteristics of design parameters, are discussed and the validity of the theoretical analysis is also evaluated.

• 동력기계공학회지
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• 제6권3호
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• pp.71-77
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• 2002

In this study, a dynamic model of proportional pressure control valve using the bond graph and a predictive controller are presented in the form of dynamic matrix control which is concerned with a design method of digital controller for the electro hydraulic servo system. The bond graph can be utilized for all types of systems which involve power and energy, and it is applied to a propotional pressure control valve in this study. Recently, many researchers suggested that better control performance could be obtained by means of the predictive controls with future reference input, future control output and future control error. The Predictive controller is very practical because the controller can be easily applicable to a personal computer or a microprocessor. This study investigates through numerical simulations that hydraulic system with the predictive controller shows very good control performances.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.75-84
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• 1994

In general direct-operated pressure reducing valves have been gardly applied to a dynamic control system such as active suspension control because of their poor control stability. But they are more robust than pilot-operated type and do not need pilot control flow. In this paper development of a new direct-operated proportional pressure reducing valve for low-band type active suspension control is reported. By means of a special damper directly linked to the valve spool, the control stability could be effectively improved without drawback in response time. The linearity error was less than $\pm$3.5%. Applied to an experimental active suspension system the new valve showed the $-90^{\circ}$ phase delay at 4Hz with 20% sinusoidal signal input and could control the suspension system with almost same performance as that with a pilot-operated type valve.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.349-359
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• 2022

본 연구는 자동 조향 트랙터용 비례제어밸브의 국산화를 위한 기초연구로써 다양한 트랙터 조향 조건에 따른 조향 비례제어밸브 동특성 계측 및 분석을 위해 수행되었다. 동특성 데이터는 유량 및 압력 계측 시스템을 통해 수집되었으며, 수집된 유량 및 압력 데이터를 이용하여 동력을 분석하였다. 실험 조건은 트랙터 엔진 회전속도와 조향각을 주요 변수로 선정하였으며, 실험은 우레탄 노면 조건에서 수행되었다. 그 결과, 트랙터 엔진 회전속도 및 조향각이 증가함에 따라 비례제어밸브 유량, 압력, 동력이 모두 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 동일한 엔진회전속도에서 조향각이 증가함에 따라, 유량, 압력, 동력은 각각 최대 190%, 172%, 273% 증가하는 경향을 보였으며, 동일한 조향각에서 엔진회전속도가 증가함에 따라, 유량, 압력, 동력은 각각 최대 161%, 122%, 168% 증가하는 경향을 보였다. 이를 통해, 조향각이 엔진 회전속도보다 비례제어밸브의 동특성에 더 높은 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1109-1110
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• 2010

• 동력기계공학회지
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• 제12권2호
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• pp.62-70
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• 2008

The paper made a description of the method for numerical analysis and modeling of a proportional pressure control valve by bondgraph. The valve is a three port pressure regulator valve, consists of two subsystems; a proportional solenoid and a spool assembly. A purpose of this study is to analysis the dynamic characteristics of the valve using bondgraph method and to verified results that each of parameters has an effect on modeling. It considered the effect which the presence of solenoid, flow coefficient and non-linearity of resistance causes in the valve modeling. In particular, it is analyzed the effect that the solenoid interacted with modeling results and characteristics of the nonlinear resistance through orifice on the supply and discharge side of valve. Thus this paper described method to present nonlinear characteristics by bondgraph modeling method, so that we could know easily result that each parameters has an effect on the modeling.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권8호
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• pp.1229-1240
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• 1997

The purpose of this study is to build up control scheme that promptly control pressure in a hydraulic cylinder having comparatively small control volume, using a PCV (proportional control valve) and a digital computer. Object pressure control system has the character to be unstable easily, because the displacement-flow gain of the PCV is too large considering the small volume of the hydraulic cylinder and the time delay of response of the PCV is comparatively long. Considering the above-mentioned characteristics of the object pressure control system, in this study, control system is designed with two degree of freedom control scheme that is composed by adding a feed-forward control path to I-PDD$^{2}$ control system, and a reference model is used on the decision of control parameters. And through some experiments on the control system with FF-I-PDD$^{2}$ controller, the validity of this control method has been confirmed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제17권4호
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• pp.87-99
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• 1993

Nowadays, the cartridge valve can be controlled proportionally in remote place by adopting proportional solenoid and it becomes widely used as control component in hydraulic systems. Especially, multi stage proportional valve is attractive because it consumes less input power though its characteristics might slightly be defected. But, the system parameter should be carefully chosen to obtain optimistic characteristics. This study concerning three stage proportional throttle control valve is purposed to examine the influences of paameters to the dynamic characteristics. The typical transient and frequency responses of proportional throttle control valve were inspected through the experiments and compared to those derived from the theoritical analyses. And it was confirmed that the analyses are appropriate. Then the influences of various system parameters to the dynamic characteristics were examined by means of simulations. For the analyses, the basic equations derived from lumped model were linearized and the linearized equations were transformed to the transfer functions between inputs and outputs. Then the transient responses and frequency responses were obtained from transfer functions. 1. It is appropriate to estimate the dynamic characteristics of valve which has relatively sophisticated structure by means of system analyses using linearized equations. 2. Though the valve has two pilot stages, fairly good characteristics can be obtained by carefully choosing system parameters. 3. Main valve very quickly follows the movement of second pilot valve when the parameters of main valve(the oil supply passage and discharge passage fpr second pilot valve) are appropriately chosen.