• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.109-109
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• 2004

구조물에 있어서 진동은 소음을 유발하며 구조물을 불안정하게 만드는 요인이 된다. 특히, 저주파 진동은 구조물에 미치는 영향이 크므로, 유연구조물의 저주파 진동모드들을 우선적으로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 압전세라믹을 작동기로, 압전필름을 감지기로 사용하였고, 능동 제어 알고리즘의 하나인 적응형 디지털 PPF(Positive Position Feedback) 제어기를 구성하여 유연 외팔 평판과 열린 박스 구조물에서 저주파 진동을 감소시켰다.(중략)

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.194-194
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• 2004

개인용 로봇의 촉각기능을 담당할 수 있는 유연성 기반 인공피부센서 시스템을 설계 및 제작하였다. 수직력을 측정할 수 있는 64 개의 FSR 센서(Techstorm Co.)와 전단력을 동시에 측정할 수 있는 1 개의 PVDF 필름(PSI Co.)을 융합하여 인공피부센서 시스템을 제작하였다 제작된 촉각센서는 10 cm x 10 cm 크기로 임의의 물체가 접촉할 경우 형상을 측정할 수 있으며 또한 물체표면의 거칠기 상태를 판단할 수 있다. 한편, 3축 로드셀 기반 평가 시스템을 제작하여 센서의 수직력을 평가하였으며 PVDF 필름을 통한 접촉하는 대상의 거칠기 평가는 주파수 분석으로 평가하였다.(중략)

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1991년도 추계학술대회 논문집
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• pp.219-222
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• 1991

오늘날 점점 “지능적인” 우주구조물과 기계적 시스템의 빠를 발견으로 인하여 자체 진단과 제어 능력을 가진 발전된 구조가 중요해지고 있다. 일반적으로 이들 구조물이 자연 상태에서 유연하게 분포되어 있으므로 분포된 동적 측정과 효과적인 진동감쇄가 이들의 수행에 필수적이 되고 있다. 이 분야에 대한 이론적 발전은 지난 20년간 꾸준히 이루어져 왔다.(중략)

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.502-503
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• 2010

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.346-346
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• 2007

압전세라믹 재료는 현재 압전 변압기, actuator, transducer, sensor, speaker 등에 광범위하게 이용이 되고 있다. 이 중에서 압전세라믹 소결체를 이용한 스피커의 제조는 가공이 까다롭고, 대형의 크기로 제작 시 소자가 깨지는 등의 많은 제약을 받고 있으며, 저음 특성이 떨어져 응용 범위가 한정되어 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 세라믹/고분자 복합체를 이용한 필름 스피커를 제작하고자 시도하고 있다. 이러한 세라믹/고분자 0-3형 압전 복합체를 이용할 경우, 제품의 경량화를 실현할 수 있고, 크기나 환경의 영향을 거의 받지 않으므로, 고기능성 스피커로의 응용에 적합할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 PZT계의 세라믹와 PVDF, PVDF-TrFE, Polyester, acrylic resin 등의 여러 고분자 물질과의 복합체를 제조하여 압전특성을 평가하였다. 본 실험은 먼저 $(Pb_{1-a-b}Ba_aCd_b)(Zr_xTi_{1-x})_{1-c-d}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_c(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_dO_3$ (이하 PZT라 표기)의 최적화 조성을 선택하여, $1050^{\circ}C$에서 소결된 분말을 48시간 ball milling방법 로 약 $1{\mu}m$ 크기로 분쇄하였다. 고분자 물질들은 알맞은 용제들을 선택하여 녹였다. 그 다음 소결된 PZT분말과 고분자를 50:50, 60:40, 65:35, 70:30등의 무게 분율로 혼합하고, 분산제, 소포제 등을 첨가하여 3단 roll mill을 이용하여 충분히 분산시켜 페이스트 (Paste)를 제조하였다. 제조된 페이스트를 ITO가 코팅된 PET필름 위에 스크린 프린팅 법을 사용하여 인쇄하여 $120^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. 코팅된 복합체의 두께는 약 $80{\mu}m$ 정도로 측정되었다. Ag 페이스트를 이용한 상부 전극 형성에도 스크린 프린팅 법을 적용하였다. 이를 $120^{\circ}C$에서 4 kV/mm의 DC 전계로 분극 공정을 수행한 후 전기적 특성을 평가하였다. 유전특성을 조사하기 위해서 LCR meter (EDC-1620)를 사용하였고, 시편의 결정구조는 XRD (Rigaku; D/MAX-2500H)을 통해 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 이용하여 미세구조를 분석하였다. 압전 전하상수$(d_{33})$ 값은 APC 8000 모델을 이용하여 측정하였다. PZT의 혼합비가 증가할수록 비유전율 및 압전 전하 상수 등의 전기적 특성이 증가되었다. 또 여러 고분자 물질 중에서 PVDF-TrFE 수지가 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 PVDF-TrFE 수지가 압전성을 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권1호
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• pp.119-125
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• 1997

This paper deals with an experimental investigation on an active vibration control of ahybrid smart structure(HSS) via an electro-rheological fluid actuator(ERFA) and a piezoelectric film actuator(PFA). Firstly, an HSS is constructed by inserting a silicone oil-based electro-rheological fluid into a hollow can- tilevered beam and perfectly bonding piezoelectric films ofn the upper and lower surfaces of the beam as an actuator and a sensor, respectively. The control scheme of the ERFA tuning stiffness and damping charac- teristics of the HSS with imposed electric fields is formulated as a function of excitation frequencies on the basis of field-dependent respnses. On the other hand, as for the control scheme of the PFA permitting control voltages to generate axial forces or bending moments for suppressing deflections of the HSS, a neuro sliding mode controller(NSC) is employed. Furthermore, an experimental implementation activating the ERFA and the PFA independently is established to carry out an active vibration control in both the transient and forced vibrations. The experimental results exhibit a superior ability of the gtbrid actuation system to tailor elastodynamic response characteristics of the HSS rather than a single class of actuator system alone.

• 한국정밀공학회지
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• 제11권1호
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• pp.54-62
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• 1994

This paper presents active control methodologies to suppress structural deflections of a composite beam using a distributed piezoelectric-film actuator and sensor. Three types of different controllers are employed to achieve vibration suppression. The controllers are established depending upon the information on the velocity components of the structrue and on the deflection magnitudes as well. They are constant-amplitude controller(CAC), constant-gain mcontroller(CGC), and constant-amplitude-gain controller(CAGC). For the minimization of the residual vibration (chattering in a settled phase), which is the practical shortcoming of the conventional CAC dur to time delay phenomenon of the hardware system, a new control algoritym CAGCis designed by selecting switching constants in an optimal manner with respect to the initial tip deflection and the applied voltage. The experimental investigations of the transient and forced vibration control for the first vibrational mode are undertaken in order to compare the suppression efficiency of each control algorithm. Moreover, simultaneous controllability of various vibrational modes through the proposed scheme is also experimentally verified by pressenting both the transfer function and the phase.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제5권3호
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• pp.295-301
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• 1992

본 연구는 고분자 압전 재료인 PVDF 필름을 시료로 사용하고 분극 조건을 변화시켜 가며 분극화 시킨후 압전계수를 측정하였다. 또한 X-선 회절 장치와 DSC 장치를 이용하여 결정구조 변화를 조사하였으며 또한 분극에 의해 생성된 결정의 용융특성도 관찰하였다. 분극되지 않은 시료의 용융 온도는 약 175.deg.C 부근에서 나타났으나 분극된 시료는 분극 전압이 증가함에 따라 184.deg.C부근에서 새로운 용융점이 나타나기 시작하였으며 분극 전압이 증가할수록 새로운 용융점이 점차 뚜렷해졌다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.288-289
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• 2011

압전 효과에 기초한 셀룰로오스 압전 종이의 진동센서 응용 가능성을 알아보았다. EAPap (Electroactive paper)은 재생과정과 테입 캐스팅을 이용해 만들었으며, 얇은 적층 필름을 이용해 코팅하였다. EAPap 샘플을 알루미늄 외팔보에 부착하여 진동 실험을 수행하였다. EAPap 센서의 출력을 비교하기 위해 가속도계를 이용하여 보의 응답 특성을 동시에 측정하였으며, 유한요소법을 이용해 보의 동특성을 구하여 비교하였다. EAPap 센서는 주위 환경 노이즈의 영향을 많이 받았는데, 접지와 절연을 통해 이러한 노이즈의 영향을 많이 감소시킬 수 있었으며, 실험결과로부터 EAPap의 진동센서 응용 가능성을 확인하였다.