• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제55권3호
• /
• pp.149-155
• /
• 2006

This paper presents a torsional micromirror detached from PZT actuators (TMD), whose rotational motion is achieved by push bars in the PZT actuators detached from the micromirror. The push bar mechanism is intended to reduce the bending, tensile and torsional constraints generated by the conventional bending bar mechanism, where the torsional micromirror is attached to the PZT actuators (TMA). We have designed, fabricated and tested prototypes of TMDs for single-axis and dual-axis rotation, respectively. The single-axis TMD generates the static rotational angle of $6.1^{\circ}$ at 16 VDC, which is 6 times larger than that of single-axis TMA, $0.9^{\circ}$. However, the rotational response curve of TMD shows hysteresis due to the static friction between the cover and the push bar in the PZT actuator. We have shown that 63.2% of the hysteresis is due to the static friction caused by the initial contact force of the PZT actuaor. Without the initial contact force, the rotational response curve of TMD shows linear voltage-angle characteristics. The dual-axis TMD generates the static rotational angles of $5.5^{\circ}$ and $4.7^{\circ}$ in x-axis and y-axis, respectively at 16 VDC. The measured resonant frequencies of dual-axis TMD are $2.1\pm0.1$ kHz in x-axis and $1.7\pm0.1$ kHz in y-axis. The dual-axis TMD shows stable operation without severe wear for 21.6 million cycles driven by 16 Vp-p sinusoidal wave signal at room temperature.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
• /
• 제11권1호
• /
• pp.106-113
• /
• 1997

기계기구의 설계나 개발시 개발제품의 표준화 및 양호환 호환성, 공작상 공기의 단축, 가격 저하 등의 장점을 갖는 계열화 설계기법으로 CAE에 의한 방법을 소개했다. 특히 대형기기에서부터 초정밀 기기 등에 대한 설계나 개발시 표본 모델을 선정하고 그로부터 물리적이고 기술적인 부분의 면밀한 분석을 통해서 고유한 특징을 추출하고 이에 대한 유추론적 수학의 해석으로서 추구하고자 하는 크기에 대한 특성 실험을 예측할 수 있고 최적 설계상의 데이터를 사전에 검증하므로서 수요자가 요구하는 설계 표본을 이끌어 낼 수 있다. 본 연구에서는 설계자가 계산기를 이용한 계열화 설계에 있어서의 유츄론적 알고리즘과 설계정수 및 제한요소들의 처리 방법을 제시하고 각종 임의의 계열화 기기에 대한 단계별 기능 및 기술적인 데이터의 유도 과정을 액츄에이터를 모델로 선정하여 분석했다.

• 한국안전학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.115-123
• /
• 2000

공압구동기는 다양한 형태의 위험작업 환경하에서 사용되고 있다. 또한, 공압구동기를 적용한 공정은 일반적으로 환경친화적인 것으로 인식되고 있다. 대부분의 경우, 공압구동기는 point to point 제어에 사용된다. 그러나, 최근 공압구동기의 정밀 위치제어에 관한 많은 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 비례밸브로 구성된 공압구동기의 추종위치제어에 관하여 논의한다. 제안되는 제어기는 압력제어 루프와 위치제어 루프로 구성된다. 공기의 압축성에 기인한 비선형성을 상쇄하기 위하여 되먹임선형화에 의한 PID제어기가 압력제어 루프에 사용된다. 위치제어에는 신경회로망을 사용하여 비선형성을 보상한 PID제어기가 사용된다. 실험결과에 의하면, 제안된 제어기는 공압구동기의 추종성능을 대폭 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제43권4호
• /
• pp.331-341
• /
• 2018

Purpose: This study was conducted to develop a linear Proportional-Integral-Derivative (PID) control algorithm for the ascending and descending system of a rice transplanter and to analyze its response characteristics. Methods: A hydraulic model using a single-acting actuator, proportional valve and a PID control algorithm were developed for the ascending and descending system. The PID coefficients are tuned using the Ziegler-Nichols (Z-N) method and the characteristics of unit step response are analyzed to select the PID coefficients at various pump speeds. Results: Results showed that the performance of the PID controller was superior in any condition. It was found that the highest settling time and maximum overshoot were less than 0.210 s and 5%, respectively at all pump speed. It was determined that the steady state errors were 0% in all the cases. The lowest overshoot and settling time were calculated to be nearly 2.56% and 0.205 s, respectively at the pump rated speed (2650 rpm). Conclusions: The results indicated that the developed PID control algorithm would be feasible for the ascending and descending system of a rice transplanter. Finally, it would be helpful to plant the seedlings uniformly and improve the performance of the rice transplanter.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.183-190
• /
• 2021

본 논문은 실내 공기질 개선을 위한 스마트 공기청정 시스템 구현 및 구동에 관한 연구이다. 최근 다양한 환경적 요인으로 인해 실내 공기질 오염에 따른 문제가 심각해지고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 실내 공기질 오염의 문제점을 개선하기 위해, IoT 센서를 활용한 스마트 공기청정 시스템을 구현하고자 한다. 특히 공기질 오염도를 실시간으로 측정하고, 오염도에 따라 서로 다른 공기 정화 경로를 가변시켜 줄 수 있는 시스템을 제안하였다. 이를 통해 효율적인 공기질 개선 및 필터의 수명 연장, 시스템 에너지 저감 등을 검토하였다. 또한 실내 공기질 개선 시스템에 대한 기능을 구현하기 위해 주요 부품을 선정하였고, 시제품을 제작하여 동작성을 확인하였다. 최종적으로 선형엑츄에이터를 활용한 실내 공기질 개선 시스템의 구현을 통해, 공기질 개선에 대한 효용성을 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제3권3호
• /
• pp.63-74
• /
• 1999

대형구조물의 진동감소를 위한 슬라이딩 모드 퍼지 제어기(Sliding Mode Fuzzy Control SMFC)에 대하여 연구하였다 본 제어기에 사용된 퍼지 추론기의 규칙은 비선형 제어기법의 하나인 슬라이딩 모드 제어기를 기반으로 하여 구성되었다 그결과 제어기의 퍼지성은 제어시스템을 시스템 계수의 불확실성과 구조물에 작용되는 외부하중의 불확실성에 대하여 강인한 성질은 갖게 하였으며 제어 규칙의 비선형성으로 인하여 제어기는 선형제어기에 비하여 보다 효율적인 되었다 복잡한 수학 해석에 기반한 종래의 제어기법에 비하여 퍼지 이론에 기반한 본 제어기법은 제어기의 설계절차가 매우 편리하다는 장점을 갖게 된다. 제안된 제어기법의 검증을 위하여 미국 토목학회 산하 구조제어위원회(ASCE Committee on Structural Control)에서 주도한 벤치마크 문제에 대하여 적용시켜 보았다 본 연구의 제어결과를 다른 연구자들에 의하여 발표된 {{{{ ETA _mixed _2$\infty$ }}, optimal polynomial control neural networks control 슬라이딩 모드 제어의 벤치마크 결과와 비교하였으며 그 결과 제안된 제어기법이 구조물의 진동을 매우 효율적으로 감소시키며 제어기의 설계절차가 쉽고 편리함을 확일 할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제25권12호
• /
• pp.866-873
• /
• 2015

The transverse vibration of the deploying beam from rigid hub was analyzed by simulation and experiment. The linear governing equation of the deploying beam was obtained using the Euler-Bernoulli beam theory. To discretize the governing equation, the Galerkin method was used. After transforming the governing equation into the weak form, the weak form was discretized. The discretized equation was expressed by the matrix-vector form, and then the Newmark method was applied to simulate. To consider the damping effect of the beam, we conducted the modal test with various beam length. The mass proportional damping was selected by the relation of the first and second damping ratio. The proportional damping coefficient was calculated using the acquired natural frequency and damping ratio through the modal test. The experiment was set up to measure the transverse vibration of the deploying beam. The fixed beam at the carriage of the linear actuator was moved by moving the carriage. The transverse vibration of the deploying beam was observed by the Eulerian description near the hub. The deploying or retraction motion of the beam had the constant velocity and the velocity profile with acceleration and deceleration. We compared the transverse vibration results by the simulation and experiment. The observed response by the Eulerian description were analyzed.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.71-81
• /
• 2008

This paper proposes a spectral element which can represent dynamic responses in high frequency domain such as Lamb waves on a thin plate. A two layer beam model under 2-D plane strain condition is introduced to simulate high-frequency dynamic responses induced by piezoelectric layer (PZT layer) bonded on a base plate. In the two layer beam model, a PZT layer is assumed to be rigidly bonded on a base beam. Mindlin-Herrmann and Timoshenko beam theories are employed to represent the first symmetric and anti-symmetric Lamb wave modes on a base plate, respectively. The Bernoulli beam theory and 1-D linear piezoelectricity are used to model the electro-mechanical behavior of a PZT layer. The equations of motions of a two layer beam model are derived through Hamilton's principle. The necessary boundary conditions associated with electro mechanical properties of a PZT layer are formulated in the context of dual functions of a PZT layer as an actuator and a sensor. General spectral shape functions of response field and the associated boundary conditions are formulated through equations of motions converted into frequency domain. A detailed spectrum element formulation for composing the dynamic stiffness matrix of a two layer beam model is presented as well. The validity of the proposed spectral element is demonstrated through comparison results with the conventional 2-D FEM and the previously developed spectral elements.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.135-146
• /
• 2013

This paper presents a feedforward control algorithm for the EGR and VGT systems of passenger car diesel engines. The air-to-fuel ratio and boost pressure are selected as control indicators and the positions of EGR valve and VGT vane are used as control inputs of the EGR and VGT controller. In order to compensate the non-linearity and coupled dynamics of the EGR and VGT systems, we have proposed a non-linear model-based feedforward control algorithm which is obtained from static model inversion approach. It is observed that the average modeling errors of the feedforward algorithm is about 2% using stationary engine experiment data of 225 operating conditions. Using a feedback controller including proportional-integral, the modeling error is compensated. Furthermore, it is validated that the proposed feedforward algorithm generates physically acceptable trajectories of the actuator and successfully tracks the desired values through engine experiments.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.228-235
• /
• 2010

본 논문에서는 틸트로터 항공기의 회전익 모드에 대한 자율비행 유도제어 알고리즘을 적응제어기법을 이용하여 설계하는 것이다. 이를 위해 우선 출력기반 근사적 궤환선형화 기법을 통하여 알고리즘의 내부루프를 구성하고 그로부터 발생하는 모델오차를 단일 은닉층-신경망을 적용하여 상쇄하였다. 그리고 리아푸노프 안정성 이론에 따른 적응제어 갱신법칙은 선형 관측기를 기반으로 설계하였다. 나아가 외부루프는 경로점 유도법칙으로부터 생성되는 궤적을 추종하도록 하였으며 특히 엄밀한 자동착륙 궤적추종 성능 향상을 위하여 방향각 및 비행경로각 시선유도법칙을 설계하였다. 틸트로터 비선형 모델 시뮬레이션 결과는 콜렉티브 입력에서 보이는 순간적인 작동기 포화현상 이외에는 만족할 만한 안정성과 추종성능을 보여 주고 있다.