• 전기의세계
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• v.43 no.7
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• pp.23-31
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• 1994

전기학회지 제 43권 3호에 이어서 신교통시스템으로서 자기부상열차 우수성에 관하여 다루었다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.12
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• pp.41-47
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• 2009

In this paper, authors performed improvement of control characteristics of an attraction type magnetic levitation system. The attraction type magnetic levitation system has an inherent instability in the system, therefore its controller must have not only proportional-integral gain but also differential gain additionally. In this paper, authors were proposed control algorithm using disturbance observer(DOB) on feedback signal. The computer simulation and experiments were performed for its verification.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.4
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• pp.76-83
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• 2003

To cope with stringent performance targets requested in many fields spanning the whole range of industry, the driver is necessary to realize large dynamic range as well as nano resolution, manipulate the mover orientation without additional driver, and be suitable for clean environment. As one of those purposes, authors have developed the planar precision stages with the integrated operating principle of levitation and propel. In this paper, we discuss potential of magnetic suspension technology by comparing various features of non-contact planar stages, that is, repulsive type of surface actuator and attractive type of surface actuator.

• 전기의세계
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• v.43 no.3
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• pp.18-28
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• 1994

현재까지 개발되고 있는 자기부상열차는 상전도 방식과 초전도 방식의 2종류로 대별 할 수 있다. 즉 상전도방식은 상전도 전자석에 의한 흡인력에 의해 지상에서 1cm정도를 부상하여 주행하는 시스템으로 영국의 버밍행공항의 People mover, 독일의 Transrapid, 일본의 HSST, 우리나라의 한양대, 자기 부상열차사업단, 대우중공업, 현대정공의 EXPO전시운행선등이 개발되어 있다. 초전도방식으로는 초전도전류에 의한 반발력에 의해 10cm이상 부상되어 운행되는 시스템으로 MLU 시스템이 있는데 지진이 심한 일본에서 개발되었다. 영국의 버밍햄공함의 People mover는 1984년부터 실용화되어 무인자동운전시스템으로 10년간을 아무 문제 없이 운행되고는 있지만 선로길이 620m 정도의 소규모 저속운송시스템에 지나지 않는다. 반면 독일의 Transrapid시스템은 31.5km의 트랙을 설치하여 시속 450km까지 운행을 계속하여 현재 15만km정도의 운행실적을 올리고 있다. 최근 독일내각은 함부르크-베를린 사이의 290km에 이르는 선로를 2005년까지 완공하기로 결정을 내리고 금년 상반기에 착공을 할 예정이다. 따라서 세계적으로 실용화단계에까지 도달한 대규모 고속시스템으로는 단연 Transrapid시스템을 꼽을 수 있다. 이에 Transrapid사와 미국, 일본등의 각 국에서 그간 세밀하게 조사하여 검토한 자료를 상세하게 소개하므로써 신교통시스템으로서의, 자기부상열차의 적합성과 개발의 타당성 및 당위성을 제시하여 이 분야에 관심있는 분들에게 참고는 물론 우리나라의 개발방향 설정에 유익한 자료가 되었으면 한다.

• ICROS
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• v.1 no.2
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• pp.14-20
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• 1995

이 글에서는 제어시스템의 구현 동향을 간단히 정리하였다. 특히 국내에서 최근 많은 관심을 끌고 있는 분야들 중에서 발전산업에 관련된 보일러-터빈-발전기의 핵심기기 제어장치와 흡인식 자기부상 열차의 부상제어기에 관하여 서술하였다. 제어이론의 측면보다는 산업현장에서 요구되거나 시스템 통합차원에서 요구되는 사항들을 중심으로 기술하였으며 각각의 분야에 대한 보다 전문적인 접근을 다음으로 미룬다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1620-1634
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• 1991

본 연구에서는 전기/자기 및 기계적 요소들이 복합되어 이루어진 자기부상 시 스템의 설현을 위한 기초단계로서 제어동역학(controlled dynamics) 측면에 입각한 모 델식을 본드선도 기법을 이용하여 보다 조직적으로 유도한다. 우선, 자속흐름 확장 및 자속 유출량을 고려하여 부상 시스템을 모델링하고 차량/레일 및 2차 현가(second ary suspension)장치를 포함한 자기부상 시스템을 모델링한다. 다음, 지지 및 안내 방향의 동역학을 동시에 고려한 2차원 자기부상 시스템을 본드선도의 다접점 필드(mu- ltiport field) 개념을 이용하여 모델링한다. 끝으로, 본드선도 기법으로 모델링된 2차원 자기부상 시스템의 안정도와 성능을 향상시키기 위하여 LOG/LTR(linear quadra- tic Gaussian control with loop transfer recovery) 제어시스템을 설계한다. LQG/ LTR 제어방법은 Doyle과 Stein에 의해 인성(stability-robustness) 문제와 주파수역 성능을 설계시에 직접 고려할 수 있는 강력한 선형 다변수 제어시스템 설곕방법으로 현재 널리 사용되고 있다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.20 no.5
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• pp.180-188
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• 2003

In the precision motion device, the frictional problem by mechanical friction causes serious effects on the system performance. Various researches have been executed to solve this problem, but classical fluid lubrication method has some disadvantages in precision motion under clean environment. Therefore, the magnetic bearing and contact-free systems have been focused on with its pollution-free characteristics. In this paper, we treat modeling and analysis of electromagnets not only for magnetic bearing but also fer contact-free electromagnetic actuators. Three types of electromagnet for various applications are modeled and analyzed by magnetic circuit theory and the validity is verified by experiments.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.15 no.10
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• pp.165-171
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• 1998

An axial electromagnetic levitation system using attractive force is a highly nonlinear system due to the nonlinearity of materials, variable air gap and flux density. To control the levitating system with large air gap, a conventional PID control based on the linear model is not satisfactory to obtain the desired performance and the position tracking control of the sinusoidal motion by simulation results. Thus, sliding mode control(SMC) based on the input-output linearization is suggested and evaluated by simulation and experimental approaches. Usefulness of the SMC to this system is conformed experimentally. If the expected variation of added mass can be included in the gain conditions and the model, the position control performance of the electromagnetic levitation system with large air gap will be improved with robustness.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.261-266
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• 1995

본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.

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