항공기, 차량, 유도탄 등과 같은 동적인 플랫폼에서 표적을 추적하기 위해서는 시선을 안정화하는 외부의 추적루프와 내부의 속도 루프를 포함하는 서보 구조가 필요하다. 본 논문에서는 내부의 속도 루프인 안정화 루프에 큰 입력 전압이 인가되었을 때 구동기(Actuator) 포화 현상에 의해서 공간 안정화 루프 성능이 나빠지지 않게 와인드업 방지(Anti-windup) 기능을 가진 디지털 비례적분(Proportional Integral, PI) 제어기를 설계한다. 디지털 와인드업 방지 비례적분 제어기는 일반적으로 SISO 시스템 설계를 위한 방법으로 와인드업 방지 기능을 가진 R, S, T 다항식으로 표현되는 입출력 형태의 제어기를 이용하여 설계하였다. 설계된 제어기는 모델링에 의한 시뮬레이션 결과와 실험결과를 통해 성능을 분석하였다.
전기차량용 차량제어기는 차량 전체의 구동 전략과 브레이크 시의 회생제동, 고전압 배터리의 SOC management 등을 제어하는 역할을 한다. 엑셀 페달 및 브레이크 페달의 신호를 입력 받아 운전자의 주행의지를 받아 들이고, 차량의 각종 제어기들과 CAN 통신을 통하여 필요한 정보들을 송수신한다. 이러한 입/출력 동작을 통하여 차량 전체의 구동전략을 세우고 각종 제어기들에게 주행에 필요한 정보를 전달한다. MCU(Main Control Unit)로는 32bit micro-controller 이 적용되었으며, 열충격과 고온동작 내구 등의 환경시험 및 전자기파 적합성 시험등을 통해 외부환경 변화에도 요구 성능을 만족함을 확인하였다. 이러한 성공적인 개발을 통해 2011년 초 시범양산되는 현대기아자동차의 BLUE ON 에 양산적용될 예정이라는 데에 의의가 있다.
본 연구에서는 전기구동 자동차에 동력원으로 사용되는 고전압 및 고용량 배터리의 고효율 운전을 위하여 배터리 열관리 시스템 기술을 소개하고 이론적 설계 방법에 소개하고 한다. 이를 위하여 전기구동 자동차의 배터리로 많이 사용되는 리튬이온 배터리의 고효율 운전을 위한 발열 모델링을 제시하였고, 열원의 종류에 따른 냉방 및 난방 시스템 설계를 에너지 평형식을 이용하여 부하를 계산하였다. 특히, 리튬이온 배터리의 발열 모델링을 이용하여 충전 및 방전 시 발열 반응열과 혹서기 및 혹한기시 배터리 작동의 최적 온도를 유지하기 위한 냉방과 난방 설계 기술을 제시하였다. 전기구동 자동차 종류에 따라 배터리 사용 비중이 다르기 때문에 효율적인 배터리 열관리를 위하여 계절별 및 작동 모드별 부하에 따른 배터리 열관리 기술을 제안하였다. 또한, 냉방 부하가 가장 큰 여름철 동일 조건에서 외부 공기 온도가 같다고 가정하면 냉방 능력은 수랭식 냉매 방법이 가장 크며 공랭식 방법이 가장 작게 나타난다.
섬유산업은 fiber로부터 시작하여 yarn, fabric을 거쳐 최종 섬유제품인 clothing을 생산하는 긴 stream을 가지고 있으며, 이와 같이 여러 단계의 공정을 거치는 가운데 섬유물은 새로운 형태를 가지게 되며 부가가치가 형성된다. 특히 garments manufacturing 공정에는 fusing press기가 사용되는데 이 방식은 같은 각속도와 지름을 가진 cylinder로 구동되는 두 개의 상하 벨트구동기구와 내부에 열전식 heather로 구성되어 상하 벨트의 내부로 원단과 심지를 통과시키며 열을 가함으로써 원단과 심지를 접착시킨다. (중략)
최근, 나노 위치결정 시스템이 우주항공, 광통신, 의학 등 많은 분야에서 사용되고 있다. 이러한 나노위치결정 시스템에 있어서 가장 중요한 것은 안정성이다 열팽창과 가공에 의한 오차를 줄이기 위해 단일재료를 사용하고 대칭구조로 구성해야만 한다. 또한 나노 스케일의 분해능을 가지기 위해서는 스틱 슬립(stick-slip) 마찰이나 백래쉬(backlash) 기구가 없어야만 가능하다. 이러한 조건들을 만족하기 위해서 선행 연구자들은 유연힌지(flexure hinge)를 사용한 컴플라이언스 기구(compliance mechanism)를 제안하였고 이미 마이크로/나노 위치결정 시스템에 대한 연구와 개발이 이루어졌다.(중략)
The aim of this research is to study the feasibility of the solar(hot fluid) driven $NH_3/H_2O$ absorption chiller, made by re-manufacturing of Gas fired $NH_3/H_2O$ absorption chiller. This experimental study is performed with the temperature of the inlet hot fluid of generator. In order to determine the inlet temperature of the generator, which gives maximum COP, the experimental data are obtained with various hot fluid supply temperature in range of $130\sim170^{\circ}C$. Remodeled chiller is operated with periodical cooling effect, which due to mixture subcooled pool boiling, then the COP is evaluated in average. The maximum COP$(\sim0.36)$ is at $160^{\circ}C$. The temperature is stable operation temperature range of typical vacuum collector. It offers a feasibility of solar driven $NH_3/H_2O$ absorption chiller.
본 논문에서는 열음향 냉장시스템을 음향적으로 해석하고 주어진 조건을 만족시키는 열음향냉장시스템의 설계방법을 제시하였다. 열음향 냉장시스템은 음파의 에너지를 단열팽창, 수축의 원리를 이용하여 열에너지로 변환시키는 열음향변환기이다. 열음향 냉장시스템은 일반 가정용 스피커 유닛을 사용하는 구동부, 실제의 온도 구배가 생기게 되는 스택 부분, 그리고 정상파를 생성시키는 본체 부분인 공명기 등으로 구성된다. 음향학적인 해석을 통해 주어진 조건을 만족시키도록 전체 공명기의 크기를 결정하고 스택의 크기와 위치를 설정하여 이에 따라 실제의 시스템을 설계하였다. 끝으로 설계된 공명기의 기계적 임피던스를 모의실험을 통해 구하였다.
파이프의 양 끝단에 심한 온도구배가 형성될 때 음향이 발생한다는 사실은 이미 알려진 사실이다. 본 연구는 열구동식 열음향냉동기를 구현하기 위해서 1단계로 열원에 의한 음향발생을 달성하고자 했다. 이를 위해 1/4 파장의 열음향 발생장치를 설계 및 제작하여 실험에 사용하였다. 열음향 발생기는 직경 3cm, 길이 16cm의 공명관에 가열부, 박판집적체, 고온부 및 저온부의 열교환기로 구성되며 발생음의 기본주파수는 520Hz로 설계하였다. 고온부를 38$0^{\circ}C$로 가열한 결과 열음향발생기의 개구부로부터 1m 떨어진 곳에서 최초 음압측정값이 약 112dB, 음향출력으로 약 1와트에 해당하는 값을 얻었다. 박판집적체에 급격한 온도구배가 형성되면서 주변의 기체가 자발적인 진동을 하여 형성된 음향동력중 일부는 공명관 벽에 흡수되고 일부는 열교환기에서 점성에 의해 소산된다. 따라서 실제로 음향으로 변하는 부분은 이들을 감한 부분인데 실험결과 약 53%의 음향 생성효율을 달성했으며 이는 스위프트 등이 얻었던 결과보다 우수하다.
A gas driven heat pump (GHP) core design comprises internal combustion engine, compressors incorporated to a cooling/heating system, rubber mountings and belt transmissions. Main excitation farces are generated by an engine, compressors themselves and belt fluctuation. It leads to high vibration level of the mount that can cause damage of GHP elements. Therefore an appropriate design of the mounting system is crucial in terms of reliability and vibration reduction. In this paper oscillation of the engine mount is explored both experimentally and analytically. Experimental analysis of natural frequencies and operational frequency response of the GHP engine mounting system enables to create simplified model for numerical and analytical investigations. It is worked out criteria f3r vibration abatement of the isolated structure. Influence of bracket stiffness between engine and compressors, suspension locations and damper performance is investigated. Ways to reduce excitation forces and improve dynamic performance of the engine-compressor mounting system are considered from these analyses. Implementation of the proposed approach permits to choose appropriate rubber mountings and their location as well as joining elements design A phase matching technique can be employed to control forces from main exciters. It enables to changing vibration response of the structure by control of natural modes contribution. Proposed changes lead to significant vibration reduction and can be easily utilized in engineering practice.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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