• 한국정밀공학회지
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• 제15권8호
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• pp.126-134
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• 1998

본 연구에서는 회전운동을 제어하기 위한 새로운 작동기로서 전기장에 대하여 매우 빠른 응답특성을 갖고 있는 두 쌍의 실린더형 ER(electro-rheological) 클러치/브레이크 작동기를 제안하였다. 자체조성 된 ER유체의 빙햄특성 모델을 실험적으로 도출하였으며, 이와 연계한 작동기 모델을 구성하여 전기장에 따른 전달 및 제동 토크를 해석한 후 알맞은 크기의 클러치/브레이크 작동기를 제작하였다. 제작된 작동기의 동적특성(시상수 등)을 작동기 모델에 고려하기 위하여 계단입력 전기장에 따른 과도응답 실험을 클러치와 브레이크 모드에서 각각 수행하였다. 제안된 작동기의 응용성을 보이기 위하여 두쌍의 작동기로 구동되는 실험실 차원의 소형 와권식 세탁기 시스템을 구성한 후 동적지배방정식을 유도하다. 각 작동기와 연계된 PID제어기를 설계하여 세탁과 탈수시의 회전운동을 제어하였으며, 부하질량의 변화에 대한 작동기 시스템의 제어 효율성과 장시간 운전을 통한 제어 내구성 실험을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.285-287
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• 2011

본 논문에서는 지능형 작동기의 효율적 설계와 특성예측을 위하여 기계적 상사 모델을 개발하고, 작동기의 최적작동 조건을 고찰한다. 먼저 지능형 작동기의 기계적 상사는 단순한 2자유도 스프링-메스-뎀퍼 시스템으로 등가 시스템을 구현하였다. 이 때 스프링 강성계수는 시스템의 강성 또는 전기-기계 연성계수 등으로 상사되며, 전기회로 구성품 등은 질량, 뎀퍼 등으로 상사되어진다. 단순화된 기계적 상사모델을 이용하여 작동조건에서의 전기회로 구성품의 튜닝을 최적화 할 수 있다. 특히 작동기의 공진주파수에서의 특성을 고려하여 최적조건을 도출함으로써 그 성능을 극대화 할 수 있다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1995년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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• pp.387-392
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• 1995

전기 유압식 좌심실 보조장치에서 모터 전류 파형을 정보로 하여 작동기의 이완기 속도를 조절함으로써 좌심방으로부터 유입되는 혈류량을 조절하는 알고리즘을 개발하였다. 좌심실 보조장치(Left Ventricular Assist Device, LVAD)는 허혈성 심장질환 등으로 좌심실 의 혈액 박출 기능이 저하된 환자에게 시술하여 정상 상태의 심박출량을 유지할 수 있도록 하는 보조 혈액 박출 기능이이다. 전기 유압식 좌심실 보조장치에서는 혈액의 유입이 능동 적으로 이루어지므로, 좌심방 함몰로 인한 심근 손상 및 외부 공기 유입으로 인한 색전증을 방지하기 위해 유입혈류량을 현재 좌심방내의 상태에 따라 적절히 조절해 주어야 한다. 좌 심방 내의 혈액량 정도는 혈액을 유입해 내는 작동기의 이완기 동작 시에 소모되는 에너지 크기에 반영되고, 작동기를 구동하는 모터에 들어가는 전류의 크기는 작동기에 공급되는 에 너지에 비례하므로, 이전류 파형의 정보들을 통해 좌심방내의 상태를 추정해 볼 수 있다. 본 논문에서는 퍼지로직을 적용하여 모터 전류 파형의 정보들을 통해 좌심방 내의 상태를 추정 해 볼 수 있다. 본 논문에서는 퍼지로직을 적용하여 모터 전류 파형의 이상 유무를 판단한 뒤 에에 따라 작동기의 이완기 속도를 조절하는 알고리즘을 개발하여 모의순환장치 실험을 통해 그 실효성을 검증한 결과를 정리하였다.

• 소음진동
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• 제5권3호
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• pp.284-291
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• 1995

본 글에서와 같이 SMA 작동기는 전류 압력만으로 유연 구조물 시스템의 형상 이나 전동을 제어할 수 있으므로 작동기의 구조를 매우 간단히 할 수 있으머, 또한 작동기의 무게에 비하여 큰힘이나 변위를 제어할 수 있다는 장점이 있다. 이를 이용 하여 각종 제조분야 및 첨단 항공우주 산업에 이르기까지 매우 다양한 분야에 응용이 가능하다. 그러나, 현재 우리나라의 경우 SMA에 대한 연구는 미미한 상태이다. 새로운 SMA 재료와 이를 응용한 매카니즘에 대한 연구와 개발이 절실하며 이를 위한 과감한 투자가 요구된다. 또한 정확하고 견실한 제어를 위하여 SMA 작동기의 다양한 특성을 보다 심도있게 파악하고, 강건한 제어기를 적용하여 외부 환경의 영향을 최소화하는 연구가 필요하다. 나아가서 제어 메카니즘의 구동 장치 등의 적용을 위한 이방향성 SMA의 특성과 제어기법에 대한 연구도 병행해서 수행되어야 할 것으로 생각된다.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.54-63
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• 2013

항공기의 자세제어를 담당하는 각각의 비행 조종면에 중복안정성 등의 이유로 여러 개의 작동기를 연결하여 사용하고 있다. 다중 작동기들이 동시에 정확하게 같은 위치로 이동하지 않으면 비행조종면에 변형이 발생한다. 그 결과 변형된 조종면이 원래 상태로 복원하려는 힘에 의해 작동기들 간에 force fighting이 발생한다. 게다가 force fighting은 각 장치들의 초기 허용 오차 등에 의해서도 발생한다. 다중 작동기간의 force fighting 현상은 제어정밀도에 영향을 미치고 피로파괴의 원인이 되어 작동기와 비행조종면의 수명을 단축할 수도 있다. 본 논문에서는 두 개의 서보작동기를 사용하는 시스템의 force fighting을 감소하기 위하여 힘되먹임제어를 사용하는 제어기를 설계하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1994년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.401-405
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• 1994

위치작동기의 정밀도를 결정하는 중요한 인자인 마찰력을 없애기 위하여 자기부상을 이용한 초정밀 시스템을 설계한다. 자기부상시스템은 근본적으로 불안정한 성질을 갖고 있으므로 작동기의 안정성을 증가시킬수 있 는 자기회로설계가 종요하다. 제안된 자기부상 위치작동시스템은 전자석을 고정하고 영구자석을 움직일 수 있게하여, 간단하고 견고한 위치작동기가 설계되고록 상호간의 자기력을 이용한 Antagonistic 구조를 채택한다. 그리고 시스템의 동적모델을 구하여 안정성을 검토한다.

• 기계저널
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• 제44권6호
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• pp.48-52
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• 2004

과거 10여 년 간 Electro-Active Polymer(EAP) 분야는 큰 변형을 낼 수 있는 지능재료들이 출현함에 따라 인공근육을 만들 수 있는 가능성으로 인해 많은 관심이 모아지고 있다. EAP는 외부의 자극에 따라 큰 변위를 생성할 뿐만 아니라 근육과 같이 탄력성이 있는, 다른 재료기술들이 낼 수 없는 특성과 성능을 가지고 있다. EAP가 갖는 생체근육과 같은 작동을 할 수 있는 가능성은 곧 공상과학의 꿈을 이루고자하는 희망을 갖게 하며 인류의 문명발전에 크게 기여할 것이다. EAP는 차세대 마이크로 로봇, 오락산업 또는 초소형 비행체의 구동과 같은 인공근육 작동기의 응용분야를 창출하고 있다. EAP 작동기의 응용성은 폭넓으며 새로운 기술혁신의 기대를 불러 일으키고 있다. (중략)

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.47-51
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• 2014

본 논문은 기존의 유/공압 및 전기식 모터를 대체할 수 있는 경량, 고성능 지능소자 구동기를 설계/제작하고 이를 소형 무인비행체의 조종익 시스템에 적용 가능성을 연구한 것이다. 또한 압전 복합재료 작동기에 대한 성능평가를 수행하였으며, 유니모프 및 바이모프 형태의 작동기를 제작하여 각각의 작동 특성을 확인하였다. 이와 같은 성능시험 평과 결과를 통해 바이모프 형태의 작동기가 하중 유무와 무관하게 선형적인 받음각 변화를 가짐을 알 수 있었다. 이러한 지능소자 구동 시스템은 소형 로봇, 유도무기 및 MAV, UAV의 조종익 제어 시스템으로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.218-224
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• 2007

PZT와 같은 압전 재료는 능동 진동 억제 분야에서 널리 사용되고 있지만 단일 PZT의 경우 장착 과정에서의 손상, 전기 누전, 낮은 피로 성능과 같은 문제가 지적되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 LIPCA 작동기는 여러 층의 복합재료와 PZT 층으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 LIPCA 작동기를 끝단 질량이 부착된 알루미늄 외팔보의 진동을 억제하는데 적용하였다. 양변위 되먹임 제어 알고리듬을 사용하였으며, 필터 주파수를 대상 모드의 첫 번째 고유진동수에 맞추었다. 실험적으로 구한 알루미늄 보의 고유 진동수는 유한요소 해석의 결과와 잘 일치하였다. LIPCA 작동기를 능동 진동제어에 적용할 때 효율성을 시간과 주파수 영역에서 확인하고자 하였는데, 실험 결과 PPF제어를 사용한 LIPCA 작동기가 자유 진동의 안정화 시간과 강제 진동의 진폭을 효과적으로 제어할 수 있었다. 사례 연구로 다른 두께를 가지는 보의 강제 진동 제어를 수행하였다.

• 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.