• 제목/요약/키워드: 유연외팔보

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유연한 로봇 조작기 진동의 다입출력 최적제어 (Multi-Input Multi-Output Optimal Control of the Vibration of a Flexible Robot Manipulator)

  • 김승호;박영필
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1587-1600
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    • 1991
  • 본 연구에서는 로봇조작기를 강체부와 유연한 외팔보로 이루어진 모델로 설정 한 후 확장된 Hamilton의 원리를 적용하여 제어계의 운동방정식을 유도하였다. 계를 유한개의 제어 모드와 잔류 모드로 구분하고, 제어 모드에 대해 최적제어를 수행하기 위해 관측기를 설계하였으며, 진동에 관련된 측정 불가능한 상태변수를 추정하였다. 분석과 검토는 서보모터가 모든 제어를 담당하는 방식과 서보모터의 제어 방식에 작동 기를 추가시켜 병행 제어하는 다입출력 방식으로 구별하여 수행하였다.

압전 미세 외팔보 형 수중 음향 벡터센서의 작동 원리와 설계 기법 (Modeling of Sound-structure Interactions for Designing a Piezoelectric Micro-Cantilever Acoustic Vector Sensor)

  • 양성관;김준수;문원규
    • 한국음향학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.108-116
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    • 2015
  • 수중 음향 벡터센서는 음압 뿐 아니라 음파의 진행 방향에 관한 정보를 측정할 수 있는 센서이다. 본 논문에서는 미세 외팔보를 이용한 수중 음향 벡터 센서를 구현하기 위해 음향학적 이론을 바탕으로 음향과 기계 구조물의 상호작용을 이론적으로 정립하고자 하였다. 감응 방식으로 압전 효과를 이용한 두 가지 유니모프(unimorph)형태의 모델을 제시하였으며, 제시된 모델에 대하여 압전 미세 외팔보의 거동을 집중 질량 모델을 통해 음파가 임의의 주파수와 각도를 가지고 미세 외팔보로 입사할 때 나오는 신호의 크기를 구할 수 있는 전달함수를 유도하였다. 또한 이를 바탕으로 매우 얇고 유연한 구조물로 미세 외팔보를 설계하면 매질의 입자 속도에 관한 정보를 직접적으로 측정 가능한 센서로 활용할 수 있다는 것을 확인하였다.

회전 외팔보에 대한 유연 다물체 동역학 시뮬레이션의 실험적 검증 (Experimental Verification of Flexible Multibody Dynamic Simulations for A Rotating Beam)

  • 김성수;강연준;이규일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권2호
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    • pp.267-274
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    • 2002
  • Using a flexible rotating beam test bed, experimental verification of a flexible multibody dynamic simulations for a rotating beam model has been carried out. The test bed consists of a flexible arm, harmonic driver reducer, AC servo motor and DSP board with PC. The mechanical ports of the test bed has been designed using 3D CAD program. For the simulation model, mass and moment of inertia of each part of the flexible rotating beam test bed are also obtained from 3D CAD model. In the flexible multibody dynamic simulations, the substructuring model has been established to capture nonlinear effects of the flexible rotating beam. Through the experimental verification, substructuring model provides better results than those from the linear model in the high speed rotation.

지능제어 기법에 의한 유연 외팔보의 능동 진동제어 (Active Vibration Control of Flexible Cantilever Beam by Intelligent Control Technique)

  • 신준;박수홍;오재응
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.205-212
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    • 1997
  • In this study, active vibration control for a flexible cantilever beam was performed by using the intelligent control technique. The intelligent control method which integrating the back propagation algorithm and the fuzzy inference technique was proposed and its performance was examined. The proposed control algorithm for the flexible cantilever beam was verified via computer simulation of active vibration control. Furthermore, the control system and its efficiency were investigated via experiments on active vibration control by the intelligent control technique without a digital signal processing device.

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회전 유연 외팔보 진동 시뮬레이션 검증을 위한 테스트 베드 구축 (Developement of A Flexible Rotating Beam Test Bed for Experimental Varification)

  • 강연준;김성수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 추계학술대회논문집
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    • pp.534-539
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    • 2000
  • A flexible rotating beam test bed has been developed for experimental verification of flexible rotating beam dynamics and vibration. It consists of a flexible arm, harmonic driver reducer, ac servo motor and DSP board with PC. To capture the motion induced stiffening effects of the flexible rotating beam, substructuring model has been established in multibody dynamics simulation. Substructuring model provides better results comparing with experimental data.

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병진 또는 회전하여 위치 이동하는 유연 외팔보의 잔류진동 저감 방법 (Reduction of the Residual Vibrations of a Flexible Cantilever Beam Subjected to a Transient Translation or Rotation Motion)

  • 신기홍
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.3-10
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    • 2008
  • In this paper, the optimal command input is considered in order to minimize the residual vibrations of a flexible cantilever beam when the beam simply changes its position by translation or rotation. Although a cantilever beam has many modes of vibration, it is shown that the consideration of the first mode is sufficient in this case. Thus, the problem becomes a single-degree-of-freedom system subjected to a ground excitation. Two simple methods are proposed to find the optimal command input based on the shock response spectrum (SRS). The first method is the simplest and can be applied to lightly damped cases, and the second method is applicable to more general problems. The second method gives almost the same results as the input shaping method. However the proposed method gives a easier and clearer control strategy.

메소스케일 유연 외팔보 센서를 이용한 진동유동의 무선 계측 (Wireless Telemetry of an Oscillating Flow using Mesoscale Flexible Cantilever Sensor)

  • 박병규;이준식
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권5호
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    • pp.495-501
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    • 2013
  • 곤충을 비롯한 많은 생물은 매질의 진동을 감지할 수 있는 다양한 감각기관을 이용하여 외부 교란을 감지하고 서로 통신하며 생명 유지활동을 하고 있다. 가장 가까이 접하는 진동유동의 대표적인 예로는 인체의 호흡을 들 수 있다. 본 연구에서는 마이크로제조 공정을 통해 메소스케일 저항식 감지소자, 특히 외팔보 형상의 유연 감지소자를 이용한 유량측정법을 제안하고, 무선통신을 이용한 유동측정 시스템화 및 휴대화의 가능성을 고찰하였다. 탄성계수가 낮은 기질재료를 사용함으로써 온 습도에 영향을 받지 않는 건강 진단용 호흡센서로서의 가능성 및 확장성을 확인하였다. 또한 유동감지 센서의 측정 데이터를 분석한 결과, 정밀성과 신뢰성은 마이크로 컨트롤러의 분해능, 노이즈 제거기술에도 의존하는 것으로 나타났다. 이 시스템에서 패킷 간의 최소 전송소요 시간은 약 16 ms로 나타났다.

병진 또는 회전하여 위치 이동하는 유연 외팔보의 잔류진동 저감을 위한 최적 명령 입력 및 입력 다듬기 방법과의 비교 (Optimal Command Input for Suppressing the Residual Vibrations of a Flexible Cantilever Beam Subjected to a Transient Translation or Rotation Motion and Its Comparison with the Input Shaping Method)

  • 신기홍
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.589-594
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    • 2007
  • In this paper, the optimal command input is considered in order to minimize the residual vibrations of a flexible cantilever beam when the beam simply changes its position by translation or rotation. Although a cantilever beam has many modes of vibration, it is shown that the consideration of the first mode is sufficient in this case. Thus, the problem becomes a singledegree-of-freedom system subjected to a ground excitation. Two simple methods are proposed to find the optimal command input based on the Shock Response Spectrum (SRS). The first method is the simplest and can be applied to lightly damped cases, and the second method is applicable to more general problems. The second method gives almost the same results as the input shaping method. However the proposed method gives a easier and clearer control strategy.

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유연 외팔보의 위치제어 성능향상을 위한 형상 및 제어기 통합설계 (Integrated Structure and Controller Design of Single-Link Flexible Arm for Improving the Performance of Position Control)

  • 이민우;박장현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권10호
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    • pp.120-129
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    • 2002
  • An integrated structure and controller design approach for rotating cantilever beam is presented. An optimization method is developed for improving positioning performance considering the elastic deformations during high speed rotation and adopting the beam shape and the control gains as design variables. For this end, a dynamic model is setup by the finite element method according to the shape of the beam. The mass and stiffness of the beam are distributed in such a way that the closed-loop poles of the control system should be located leftmost in the complex s-plane. For optimization method, the simulated annealing method is employed which has higher probability to find the global minimum than the gradient-based down-hill methods. Sequential design and simultaneous design methods are proposed to obtain the optimal shape and controller. Simulations are performed with new designs by the two methods to verify the effectiveness of the approach and the results show that the settling time is improved for point-to-point position controls.