• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.186-186
• /
• 2010

개별 블레이드 피치 제어(individual blade pitch control)는 각각의 로터 블레이드의 피치각을 독립적으로 조정함으로써 블레이드에 작용하는 공력을 변화시키는 원리로 풍력 터빈 구조물에 발생하는 동적 피로하중을 저감시키기 위한 제어기법이다. 그러나 개별 피치 제어에 의해 발생하는 각 블레이드의 독립적인 피치 운동은 풍력 터빈 회전자에 비대칭성을 야기하고 구조물의 동적 불안정 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 이에 대한 정확한 동적 해석이 선행되어야 한다. 하지만 블레이드의 피치 운동이 반영된 풍력 터빈은 시변계로 간주되어 기존의 시불변계 해석기법을 직접 적용할 수 없기 때문에 동적 해석에 어려움이 있다. 이 논문에서는 각각의 블레이드 피치운동을 주기함수로 근사화 함으로써 풍력 터빈을 주기 시변계로 모형화한다. 그리고 효율적으로 주기 시변계의 근사해를 구하기 위한 변조 좌표 변환(modulated coordinate transformation)기법을 적용하여 블레이드의 피치운동이 반영된 풍력 터빈의 동적 안정성 해석을 수행하였다. 그리고 현재 풍력 터빈의 동적 해석에 활용되는 대표적인 해석 기법인 다중 블레이드 좌표변환(multi-blade coordinate transformation)기법을 이용한 해석보다 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.40 no.2
• /
• pp.213-220
• /
• 2016

This research aims to develop core technologies for passive carrier (no power in carrier itself) transfer system. The technologies are passive levitation, propulsion, and guidance, which can be great benefits for semiconductor and display manufacturing industries. Passive maglev carrier is necessary to precise position control for quiet and stable transfer operation. However, the structural characteristics of carrier and the installation errors of gap sensors cause the pitch motion. Hence, the controller design in consideration of pitch motion is required. This study deals with the reduction control of carrier pitch motion. PDA controller and PDA controller with pitch control are proposed to compare the pitch angle analysis. The pitch angle and the levitation precision are measured by experiment. Finally, the optimized design of pitch controller is presented and the effects are discussed.

• Journal of the Korean Society for Railway
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.87-93
• /
• 2015

The uneven reaction surface profile facing the lift magnets in attractive Maglev vehicles naturally brings about pitch motion of the bogie. In particular, in the placement configuration of the long stator of the linear synchronous motor (LSM) on the track for high-speed propulsion, surface irregularities and the offsets between the stator packs create measurable airgaps, i.e., the clearance between the magnet and the stator, with discontinuously extreme values, resulting in bogie pitch motion. This occurs because the airgap velocities and accelerations derived by the differentiations of the measured air-gaps are used to determine the voltages applied to the magnets. This paper incorporates bogie pitch motion into a control law for each magnet controller to reduce the variations in both the airgap and the pitch angle. The effectiveness of the proposed method is analyzed using a full-scale Maglev vehicle running over a test track.

• Journal of Aerospace System Engineering
• /
• v.17 no.6
• /
• pp.63-71
• /
• 2023

In the present study, the effect of pitch amplitude on the unsteady aerodynamics of a NACA 0012 airfoil is numerically investigated. When the frequency ratio is equal to 1.0, airfoil pitching with 20 and 30 degrees of pitch amplitude shows almost small lift generation, but the lift is significantly increased in case of 10-degree pitch amplitude. When the frequency is 0.5, the lift coefficients have large values, and the lift increases with a decrease in pitch amplitude. When the frequency ratio is 1.0, the airfoil generates large thrust. The thrust decreases as the pitch amplitude decreases. When the frequency ratio is 0.5, drag is generated for the 30-degree pitch amplitude, but the thrust is generated for 10-degree pitch amplitude. In future, the effect of heave amplitude on the unsteady aerodynamics of the airfoil will be studied.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.50 no.2
• /
• pp.111-118
• /
• 2022

An electro-mechanical actuator (EMA) is an actuator that combines an electric motor with a mechanical power transmission elements, and it is suitable for urban air mobility (UAM) in terms of design freedom and maintenance. In this paper, the author presents the research results of the EMA that controls the rotor blade pitch angle of UAM. The actuator is based on an inverted roller screw and controls the blade pitch angle through a two-bar linkage. The dynamic equations for the actuator alone and the blade pitching motion with actuator were derived. For the latter, the equivalent moment of inertia is variable depending on the link angle due to the two-bar linkage. The variations of the equivalent moments of inertia are analyzed and compared in terms of the nut motion and the blade pitch motion. For an example model, the variation of the equivalent moment of inertia of the former is smaller than the latter, so it is judged that the dynamic equations derived from the point of view of the nut motion is suitable for the controller design.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
• /
• 2013.06a
• /
• pp.474-476
• /
• 2013

위기허용수준(RAC)은 시스템의 안전성 평가를 위한 확률적인 기준으로, 소형 해상 부유체의 롤, 피치, 히브 등 세 가지 동적운동의 위험수준 평가에 적용할 수 있다. 부유체의 동적운동 값들은 모델을 통해서 획득한 후, 이에 관한 누적확률분포함수를 추론하여 상대적인 위기수준을 결정하게 된다. 이 연구는 모델에서 획득한 세가지 동적운동에 대한 최적의 누적확률분포함수 선정에 관한 것이 목적이다. Exponential, Extreme Value, Gamma, Lognormal, Normal, Poisson 등 6가지 대표적인 누적확률분포함수를 세가지 동적운동에 적용하여 평가한 결과, 롤과 히브 운동의 경우는 Beta 누적분포함수가 최적임을 나타냈고, 피치 운동의 경우는 Gamma 누적분포함수로 대표하는 것이 최적임을 나타냈다. 아울러 향후 본 연구 결과의 적용방법에 대해서도 검토하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.276_277
• /
• 2009

풍력 케이블의 nacelle부와 Tower 사이에 포설되는 케이블은 사용 환경의 특성상 장력+비틀림의 스트레스를 받는다. 이러한 사용 환경 때문에 케이블은 전기적인 특성 뿐 아니라 반복 운동을 하는 환경에 대해 구조적인 특성에 대해서도 검토가 요구되어진다. 본 논문에서는 풍력 케이블의 핵심 검토 요소로 도체의 구조적 위험 요소를 줄이기 위한 연구 대상으로 도체의 (*)피치 변화의 특성을 분석하였으며, 피치가 길어지면 도체에 발생되어지는 응력(스트레스)이 작아질 것이고 피치가 짧아지면 도체에 발생되어지는 응력(스트레스)이 커질 것이라는 일반적인 상식을 벗어나 각 피치별 응력(스트레스)의 최저점들을 찾게 되었고 그 중 유연성을 함께 고려하여 품질의 향상을 기여하는 최적 피치를 선정하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
• /
• v.11 no.3
• /
• pp.180-190
• /
• 1997

잠수함이 저심도 조건에서 특수임무 수행시, 표면파도 및 조류등 외란의 영향하에서 요구심도 및 위치 유지를 위한 강인한 자동항법장치 설계는, 첨단 군용 잠수함 개발에 필수적이다. 본 연구는 잠수함 조종 운동역학계에 기초하여, 정확한 심도 및 피치 운동 제어를 위해 선형 행렬 부등식을 이용한 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 설계법을 사용, 다중 목적 함수로 표현된 잠수함의 조종성능들을 개선하였다. 또한, 제어기 설계법의 타당성을 수치 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. 결과적으로 본 제어법은 각종 외란 및 계의 불확실성하에서 잠수정의 만족스러운 과도 상태 응답과 일정 심도 유지 및 피치 각도 변동 최소화에 적합한 강인한 방법임이 검증되었다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.21 no.3
• /
• pp.353-358
• /
• 2011

This paper presents a virtual-legged walking model for bipedal robots and analyzes its fundamental RPY(Roll, Pitch, and Yaw) motion effects by simulation. For the purpose of identifying the motion effects of the bipedal walking, we assign some arbitrary trajectories both at the center of mass and at the center of pressure of the robot based on human walking. And then we verify the major moments to the roll, pitch, and yaw directions of the robot. As a result, it is shown that those motions are natural in the process of bipedal walking and they are deeply dependent on the step distance, the vertical level of the center of mass, and the acceleration of the robot. The importance of trajectory planning for the footstep location during a bipedal walking is finally addressed in terms of balance.

• Journal of Aerospace System Engineering
• /
• v.17 no.6
• /
• pp.54-62
• /
• 2023

Flapping-wing air vehicles, well known for their free vertical take-off and excellent flight capability, are currently under intensive development and research. While most of the studies have explored the effect of various parameters of synchronized motions on the unsteady aerodynamics of flapping wings, limited attention has been given to the effect of nonsynchronous motions on the unsteady aerodynamic characteristics of flapping wings. In the present study, we conducted a numerical analysis to investigate the unsteady aerodynamic characteristics of an airfoil flapping with different frequency ratios between pitch and heave oscillations. We identified the motions and angle of attacks due to nonsynchronous motions. It was found that the synchronous motion produced thrust with zero lift, but the nonsynchronous motion generated a large lift with little drag. The aerodynamic characteristics of the airfoil undergoing the non-synchronous motion were also analyzed using the vorticity distributions and the pressure coefficient around and on the airfoil. When r was equal to 0.5, larger leading and trailing edge vortices were observed compared to the case when r was equal to 1.0, and these vortices significantly affected the aerodynamic characteristics of the airfoil undergoing the nonsynchronous motion. In future, the effect of pitch amplitude on the unsteady aerodynamic characteristics of the airfoil will be studied.