• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권10호
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• pp.976-982
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• 2010

This paper proposes a novel type of pressure control mechanism which can apply to vehicle ABS (anti-lock braking system) utilizing the piezoactuator based valve system associated with the pressure modulator. As a first step, a flapper-nozzle of a pneumatic valve system is devised by integrating the piezoacuator to the flexible beam structure. The dynamic modeling of the valve system is then undertaken and subsequently the governing equation of pressure control is derived considering the pressure modulator. A sliding mode controller is designed in order to achieve accurate pressure tracking control in the presence of actuator uncertainty as well as input pressure variation. It is shown through computer simulation that an accurate pressure tracking for sinusoidal motion whose magnitude is 40 bar is achieved by utilizing the proposed pressure control mechanism.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권3호
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• pp.8-15
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• 2017

본 논문에서는 압전유압펌프가 적용된 브레이크 등가 유압회로를 구성하고, 유압회로의 가감압 특성 실험 및 부하압 제어에 대한 연구를 수행하였다. 유압회로의 가감압 특성을 파악하기 위해 펌프 입력 전압에 따른 부하압 형성 실험을 수행하였고, 솔레노이드 밸브 특성이 감압에 미치는 효과를 파악하는 실험을 수행하였다. 가압 특성 실험을 통해 유압회로의 부하압 상승에 필요한 과도응답시간은 압력상승 구배를 조절하는 전압제어를 적용하여 개선할 수 있음을 확인하였고, 감압시는 솔레노이드 밸브 특성을 활용한 밸브 개폐시간 제어와 전압제어를 통해 과도응답시간 개선이 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 제어기법을 적용하여 부하압 제어실험을 수행한 결과, 가압의 경우 10ms 이내로, 감압의 경우 30ms 이내로 과도응답시간을 개선할 수 있었다. 본 연구에서 제안된 부하압 제어기법은 압전유압펌프가 적용된 유압 브레이크 회로의 부하압을 제어하는데 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1824-1827
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• 2005

For application to micro fluid control systems such as ${\mu}TAS$ (Micro Total Analysis Systems) and DDS (Drug Delivery Systems), it is very significant to handle precise and minute flow rates with low pressure pulsation. In this study, a novel valveless piezoelectric pump using peristaltic motion with three disk type PZT actuators is presented. The newly devised pump with an effective size of $70mm{\times}60mm{\times}55mm$ has three actuator layers connected in series from inlet to outlet. The PZT actuator has a maximum displacement of 240 ${\mu}m$ and a maximum force of 1.6 N. When the driving voltage for PZT actuators is sequentially applied with a certain phase shift, the pumping is performed by peristaltic motion of liquid volume. The working fluid is shut off without the driving voltage. Three methods for sequential driving are proposed and experimentally investigated. First and second methods utilize an intermittent sinusoidal waveform with phase shift of $90{\circ}\;and\;120^{\circ}$, respectively. Third method uses a rectangular waveform with phase shift of $90^{\circ}$. A controller with multi-phase shifter is designed and fabricated. Then, frequency and voltage-flow rate characteristics and load pressure-flow rate characteristics are experimentally investigated to verify the validity of the developed pump.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.567-573
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• 2014

최근에, 의학 분야의 MEMS 기술이 발전하면서 다양한 미세 유체 이송 시스템이 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존의 펌프와는 다른, 두 개의 분리된 압전 판을 이용해 위장의 연동 운동을 모방한 마이크로 압전 펌프를 제안한다. 본 펌프는 진행파를 이용해 연동 운동을 일으켜 작동된다. 특히, 압전판에서 인가된 입력 전압에 의해 발생된 변위에 의해 동작된다. 이에 두 판 사이에서 진행파가 일어나며 유체는 진행파에 의해 생성된 압력차에 의해 이동된다. 압전 소자, 탄성체, 유체가 복합된 시스템을 이해하기 위해서 유한 요소 해석을 사용하였다. 챔버의 높이, 세라믹 개수 등의 설계 변수들을 변화시켜 유체의 유량을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.681-687
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• 2016

마이크로 인젝션을 바이오분야에 적용하기 위해 고압생성을 통해 침투하는 방법을 채택하였다. 그러나 고압의 액체를 인젝션 할 경우 그 양을 미세하게 하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해는 고속으로 동작하는 개폐밸브에 의한 방법이 있다. 본 연구에서는 수백 Hz로 동작가능한 압전 액추에이터로 구성된 개폐밸브를 적용하여 실험하였다. 압전밸브를 구동하는 파형을 다양하게 조절하고 노즐의 구조에 의한 영향을 알아보기 위해 5가지 서로 다른 치수의 노즐을 제작하였다. 다양한 노즐과 구동파형 변수를 조절하면서 무엇이 인젝션 볼륨과 인젝션 힘에 큰 영향을 미치는지 확인하였다. 이 실험을 통해, 인젝션 볼륨을 줄이고 인젝션 힘을 증가시키는 방법을 알아냈고 목표치가 있다면 그에 맞는 다양한 값을 결정할 수 있게 되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권4호
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• pp.350-357
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• 2006

A new valveless micropump for bi-directional application has been developed and tested. The micropump was fabricated on silicon and glass substrates by micromachining process. The micropump in this study consists of a membrane actuator, a pumping chamber, fluidic channels and two piezoelectric ceramic films. The channels and pumping chamber were etched on a glass wafer and the membrane was made on a silion wafer which is actuated by a piezoelectric ceramic (PZT) film. The geometry of the micropump was optimized by numerical analysis and the performance of the micropump was investigated by the experiments. The maximum flow rate was $323{\mu}L/min$ and the maximum back pressure was 294 Pa when the membrane actuator of $10{\times}10mm^2$ was driven at 130 Hz and 385 V.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.733-736
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• 2003

This paper presents two systems of two-stage electrohydraulic servovalve with a nozzle-flapper pilot stage, which is controlled by stack-type piezoelectric elements. Two flapper moving mechanisms proposed in this research can compensate for the hysteresis problem and thermal expansion of the piezoelectric elements. The experimental results show that the first flapper moving mechanism has the frequency response of over 500 Hz and the second one has the response of over 600 Hz. And the first simplified servovalve system rising the first flapper moving mechanism has the frequency response of about 150 Hz, and the second system has the response of about 300 Hz at the supply pressure of 210 bar

• 한국정밀공학회지
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• 제20권6호
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• pp.71-80
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• 2003

This paper presents a two-stage electrohydraulic servovalve with a nozzle-flapper pilot stage, which is controlled by stack-type piezoelectric elements. The flapper moving mechanism developed in this research can compensate for the hysteresis problem and thermal expansion of the piezoelectric elements. The experimental result shows that this flapper moving mechanism has the frequency response of about 600 Hz. And a simplified servovalve system using this flapper moving mechanism has the frequency response of about 300 Hz at the supply pressure of 210 bar.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.119-120
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• 2008

Using the extensional vibration mode of PZT bar, a piezopump is successfully made. The traveling extensional wave along the circumference of the bar is obtained by dividing standing waves which are temporally and spatially phase shifted by 90 degrees from each other. The proposed piezopump is consisted of coaxial cylindrical shells that are bonded piezoelectric ceramic bar.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1989년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.345-348
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• 1989

미세거리 조정용 극소형 기기인 마이크로 웜을 소개하고 그 원리및 설계에 필요한 사항의 이론 분석한 것을 설명하였다. 또한 이의 응용으로서 유량을 제어 할 수있는 밸브, 압전형 모터 등에 관해 소개한다.