• 제목/요약/키워드: 선형작동기

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압전 세라믹의 재료 비선형성을 고려한 LIPCA 작동기의 성능 해석 (Performance Analysis of LIPCA Actuator considering Material Non-linearity of embedded PZT wafer)

  • 이상기;김영성;박훈철;윤광준;구남서;조창민
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.37-44
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    • 2004
  • 본 논문에서는 압전재의 재료 비선형성을 고려한 경량 압전 복합재 작동기(LIPCA)의 성능 해석을 수행하였다. 성능 해석을 위해 9절점 쉘 요소 정식화에 바탕을 둔 압전 쉘 요소를 이용하였다. LIPCA의 작동 변위를 보다 정확히 예측하기 위하여, 실험을 통해 얻은 압전 변형률 함수와 증분 정식화를 추가하여 기존 선형 유한요소 프로그램을 수정하였다. 이렇게 개발된 재료 비선형 압전 옐 프로그램을 이용하여 LIPCA의 작동변위를 재 계산하였고, 재료 비선형 해석으로 얻은 작동 변위가 선형 해석으로 계산된 작동 변위 보다 측정 변위에 훨씬 근접함을 확인하였다.

유럽, 미국, 일본의 선형가속기 정도관리 비교 (Comparison of QA Protocols for Linear Acclerator Published in Europe, America, and Japan)

  • 이레나;이수진;최진호
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권1호
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    • pp.20-27
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    • 2003
  • 컴퓨터에 의해 작동되는 선형가속기의 경우 모든 기기가 적절히 작동되는가를 확인하는 정도관리가 오작동으로 인한 환자 피해를 방지하기 위해 절대적으로 필요하다. 따라서 컴퓨터로직 및 마이크로 프로세서에 의해 작동되는 시스템의 안전을 고려하는 많은 보고서들이 발표되었다. 그 보고서에는 소프트웨어 및 하드웨어 고장으로 인해 발생하는 문제점들을 개선하기 위한 방법들이 제시하고 있다. 이와 관련하여 국내의 경우도 컴퓨터에 의해 작동되는 선형가속기의 수가 점차 적으로 증가하고 있는데 비해 체계적이고 일원화된 정도관리서가 없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 국내의 실정에 맞는 선형가속기 정도관리 기술을 개발하기 위한 기반으로 사용하기 위해 미국, 일본, 및 유럽에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 정도관리서를 수집 및 요약하였다. 또한 각 나라간의 공통점 및 차이점이 비교분석 하였다. 국가별 정도관리를 비교한 결과 유럽의 경우 미국의 AAPM TG40을 참고자료로 주로 사용하였으며 중요한 정도관리의 항목은 점검주기에는 약간의 차이가 있으나 점검항목들은 거의 동일하다.

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압전 작동기 LIPCA를 이용한 형상가변익 설계 및 작동구현 (Design and Demonstration of Morphing Wing Sections Using Lightweight Piezoceramic Composite Actuator (LIPCA))

  • 임상민;이상기;박훈철;윤광준;구남서
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.34-39
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    • 2003
  • 본 논문에서는 압전작동기 LIPCA를 이용하여 형상가변익을 제작하였고, 제작된 형상가변익의 작동변위에 관하여 연구를 수행하였다. 등가 열 모델링 방법과 MSC/NASTRAN으로 해석을 수행하여 압전작동기의 작동변위를 예측하였고, 이를 바탕으로 형상가변익의 설계와 제작을 수행하였다. 실험을 통해 제작된 형상가변익의 실제 작동변위는 압전세라믹의 재료 비선형성으로 인해 예측된 값보다 크게 나옴을 확인하였다. 압전작동기 LIPCA를 이용한 형상가변익은 작은 크기의 무인비행기나 초소형비행기의 조종면으로 사용될 수 있다.

시간지연추정 슬라이딩모드제어기와 형상기억합금 작동기를 위한 적용

  • 이효직;이정주;김종호;이정일;강대임
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.172-172
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    • 2004
  • 형상기억합금 작동기는 스마트 작동기의 대표주자로서 부피 대비 발생력이 다른 어느 재료보다 우수하고, 모터와 같은 작동소음이 발생하지 않으며, 온도변화에 의한 간단한 작동원리로 근래에 많은 연구자들의 관심을 받아왔다 그러나, 온도변화 대 변위 곡선을 살펴보게 되면 이력곡선, 포화현상 등의 강한 비선형성을 내제하고 있고, 대류조건에 따른 온도외란에 민감하다. 이로 말미암아 정밀한 위치제어에 상당한 문제를 수반하고 있으며, 기존의 PID제어기나, 모델기저 제어기를 사용하게 될 경우 정상 상태오차와 한계싸이클 등의 현상이 나타나는 것으로 문헌에 보고되고 있다.(중략)

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선형가속기의 동적쐐기(EDW) 작동에 대한 품질보증 (Quality Assurance of Operation of Enhanced Dynamic Wedges in Linac)

  • 정동혁;김진기;강정구;손광재;이정옥
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제33권2호
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    • pp.133-141
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    • 2010
  • 선형가속기의 동적쐐기(enhanced dynamic wedge: EDW)의 품질보증을 위하여 다양한 방법으로 동적쐐기의 특성을 평가하였다. 본 연구에서는 6 MV와 15 MV 엑스선에 대하여 각각 7종(10, 15, 20, 25, 30, 45, 60도)의 EDW를 평가하였다. EDW 작동에 필요한 STT(segmented treatment table)를 계산으로 구하고 로그파일을 통하여 기계적 작동을 평가하였으며, 이차원배열형검출기와 전리함을 사용하여 팬텀속 선량분포를 측정하고 치료계획시스템(RTP)과 비교하였다. EDW의 기계적 작동은 예상과 잘 일치하였으며, 빔측면도를 포함한 이차원선량분포는 근사적으로 RTP 계산과 일치하였다. 선형가속기 조사량 100 MU에 대한 출력선량은 RTP 계산과 2.9% 이내로 일치하였으며, 측정된 쐐기인자는 RTP 계산과 최대 2.6%를 보였다. 이 결과들은 본 선형가속기에 장착된 EDW의 임상적 적용에 문제가 없음을 의미한다.

형상기억합금 비틀림 튜브 작동기의 거동 해석 (Analyses of Behaviors of a Shape-Memory-Alloy Torque Tube Actuator)

  • 김준형;김철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권8호
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    • pp.1083-1089
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    • 2010
  • 형상기억합금은 지능형 재료와 구조물에 널리 쓰인다. 큰 힘과 변위를 발생시키는 것이 특징이며 작동기, 소음 및 진동감쇠, 동역학적 튜닝, 형상의 변형 제어 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다. 본 논문에 서는 형상기억합금튜브와 초탄성 스프링으로 구성된 형상기억합금 비틀림 작동기를 제안하였고 각각의 거동 특성을 알아보았다. 열전달 해석을 통해 저항열과 히터의 열을 동시에 형상기억합금튜브에 가하면 작동기의 성능을 더 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 접촉 해석으로는 실제 작동기의 거동을 시뮬레이션하였고 정상적으로 작동함을 알 수 있었다. 3 차원 형상기억합금의 거동을 표현하기 위해 비선형 구성방정식을 유한요소 법으로 풀고 ABAQUS 의 U-MAT 기능을 이용하여 비선형 해석을 수행하였다.

광섬유 출력 측정용 광검출기의 비선형성 평가 연구 (Nonlinear characteristics of photodetectors for optical fiber power measurements)

  • 이덕희;류지욱;서정철
    • 한국광학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.321-324
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    • 2004
  • 광통신 출력 측정용 광검출기의 비선형성 특성을 측정하기 위하여 광합산 방법을 이용한 비선형성 측정 장치를 구성하였다. KRISS 출력 소급성을 갖는 고출력용 광검출기와 저출력용 광검출기의 비선형성을 측정하였는데, 50 ㏈의 작동영역에서 각 검출기의 비선형성은 0.01% 및 0.02% 이내로 측정되었다. 이 광검출기들은 선형성이 우수하므로 광섬유 광특성 측정 분야에서 KRISS 표준기로 사용되고 있다.

퍼지 기법과 PID 제어기를 이용한 외팔보의 능동 진동 제어 (Active Vibration Control of a Cantilever Beam Using Fuzzy Control Scheme and PID Controller)

  • 최수영;김진태;박기헌
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권1호
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    • pp.1-10
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    • 2003
  • 본 논문에서는 외팔보 시스템의 능동 진동 제어를 위하여 퍼지 기법으로 동조한 PID 제어기 설계기법을 제시하였다. 직접 제작된 전자석은 작동기로 사용되었으며, 레이져 감지기가 보의 굽힘 변위를 측정하는데 사용되었다. 작동기와 감지기의 물리적 제한 때문에 실험 시스템이 비동위치(Noncollocated) 형태가 되었으며 비접촉식 제어 시스템을 이룬다 시스템의 모델링은 자유진동 방정식에 의한 모달 해석 방법으로 구하였으며 작동기로부터 감지기까지의 전달함수는 전자석 자동기차 보의 역학 방정식을 조합하여 구하였다. 일반적으로 PID 제어기는 산업 현장에서 널리 사용되고 있으나, 비선형성이 강한 시스템이나 시변 특성을 갖는 시스템에서 적절한 PID 이득값을 결정하는 것은 어렵다. 이에 본 논문에서는 자동적으로 PID 이득 값을 조절하는 퍼지 기법으로 동조한 PID 제어기를 설계하여 비선형성이 강한 전자석을 작동기로 사용하는 외팔보 시스템의 진동 제어에 적용하였다. 시뮬레이션과 실험적 결과를 통하여 설계된 제어기의 진동 감쇠 효과와 성능을 검증하였으며, PID 제어기의 경우와 비교하여 더 나은 진동 제어 성능을 가짐을 실험적 결과로부터 증명하였다.

압축하중을 받는 압전 작동기로 구동하는 곤충모방 날갯짓 기구의 특성 (Characteristic of an insect-mimicking flapping device actuated by a piezoceramic actuator)

  • 박훈철;구옌쿠옥비엣;변도영;구남서;윤광준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.1063-1071
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    • 2008
  • 단일층 압전작동기에 적절한 압축하중을 가하면, 압전세라믹 층에 가해지는 압축 응력에 의한 재료비선형적 특성과 기계적 좌굴현상에 의하여 작동 변위와 작동력이 동시에 향상된다. 본 논문에서는 날갯짓 기구를 압축하중을 받는 단일층 압전 작동기로 구동하는 경우, 날갯짓 각도와 공기력에 어떠한 영향이 발생하는가를 조사하였다. 또한 날개 형상과 수동 날갯 회전 각도가 공기력 발생에 미치는 영향도 실험적으로 조사하였다. 인공 날개를 2차원으로 가정한 전산유체해석을 통하여 얻은 평균 수직력이, 실험으로 얻은 값과 잘 일치함을 확인하였다.

비선형 마찰특성을 고려한 비례제어밸브·유압실린더계의 적응 이산시간 슬라이딩모드 추적제어 (Adaptive Discrete Time Sliding-Mode Tracking Control of a Proportional Control Valve-Hydraulic System in the presence of friction)

  • 유환신;박형배
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.756-762
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    • 2009
  • 비선형 마찰인 유압 작동기의 스틱-슬립 마찰은 정확성과 응답성에 문제가 된다. 그러므로 마찰보상은 다양한 제어알고리즘을 통하여 연구되어 왔다. 적응이산시간 슬라이딩 추종제어기는 유압작동기 내의 비선형 마찰 특성을 보상하기 위하여 적용하였다. 다오판틴 방정식을 기초로 하여 새로운 이산시간 슬라이딩 함수는 마찰과 모델링 오차를 포함하여 제어법칙을 정의하였다. 비선형 파라미터의 추종성을 기초로 슬라이딩 함수와 프로젝션 항수를 이용하여 강인성을 높였다. 시뮬레이션과 실험결과는 좋은 추종성능을 얻었다.

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