• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권2호
• /
• pp.227-235
• /
• 2010

본 논문은 방사성시설에서 원격취급 작업을 위해 사용되는 서보조작기와 같은 장비의 이송을 위해 개발된 텔레스코픽 튜브를 갖는 천정이동장치의 설계에 관해 소개한다. 천정이동장치는 z-방향으로 신장, 수축이 가능한 텔레스코픽 튜브, 전력 및 신호 케이블의 관리를 위한 케이블 시스템, 횡행 움직임과 서보구동부 모듈수납을 위한 트롤리 시스템으로 이루어져 있다. 천정이동장치의 작업환경은 설계에 기하학적인 제약을 주게 되는데, 시설의 높이가 낮고 텔레스코픽 튜브의 수축시 길이가 짧아야하며 스트로크는 커야한다는 요구사항을 갖는다. 텔레스코픽 튜브 어셈블리는 위 제약조건을 만족하도록 비선형계획법을 풀어 최적의 치수를 선정하였다. 텔레스코픽 모션으로 발생하는 케이블 길이의 변화를 수용할 수 있는 케이블 시스템을 소개하였고, 또한 천정이동장치 시스템의 충분한 구동을 위한 서보구동부의 선택지침을 소개하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.566-572
• /
• 2011

In recent semiconductor and FPD (Flat Panel Display) manufacturing processes, high clean-class delivery operation is required more and more for short working time and better product quality. Traditionally SLIM (Single-sided Linear Induction Motor) is widely used in the liner drive applications because of its simplicity in the rail structure. A magnetically levitated (Maglev) unmanned vehicle with SLIM traction, which is powered by a CPS (Contactless Power Supply) can be a high precision delivery solution for this industry. In this paper unmanned FPD-carrying vehicle, which can levitate without contacting the rail structure, is suggested for high clean-class FPD delivery applications. It can be more acceptable for the complex facilities composed with many processes which require longer rails, because of simple rail structure. The test setup consists of a test vehicle and a rounded rail, in which the vehicle can load and unload products at arbitrary position commanded through wireless communications of host computer. The experimental results show that the suggested vehicle and rail have reasonable traction servo and robust electromagnetic suspensions without any contact. The resolution of point servo errors in the SLIM traction system is accomplished under 1mm. The maximum gap error is ${\pm}0.25mm$ with nominal air gap length of 4.0mm in the electromagnetic suspensions. This type of automated delivery vehicle is expected to have significant role in the clean delivery like FPD glass delivery.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제44권4호통권316호
• /
• pp.67-73
• /
• 2007

광디스크 드라이브에서 일반적으로 광 픽업은 포커싱과 트래킹 서보 시스템의 결합된 동력한 시스템을 갖는다. 이 결합된 동력학 시스템은 서로의 구동간섭에 의하여 광디스크 드라이브의 성능을 저하시킨다. 특히 디스크의 표면에 결함이 존재할 경우에는 포커싱과 트래킹 서보 시스템의 구동간섭으로 인해 시스템이 안정화하는데 많은 시간이 소요되고 결함구간이 길어질 경우 광학 렌즈가 추종하던 트랙을 이탈할 수 있다. 본 논문에서는 이 문제점을 극복하기 위하여, 트래킹 에러와 포커싱 에러의 관측을 기반으로 광디스크 드라이브의 새로운 제어 방법을 제안한다. 결함이 존재할 경우 결합된 동력학 시스템에 대한 보상을 통하여 시스템의 안정화 시간을 감소시킨다. 동일한 표면 결함에 대하여 제안된 제어 방법의 개선된 성능은 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제17권11호
• /
• pp.1043-1049
• /
• 2007

데이터 전송률과 저장용량은 광학디스크드라이브 성능의 주요 척도이다. 데이터 전송률은 높을수록 좋으며, 저장용량은 되도록 큰 것이 바람직하다. 이와 같은 성능을 증가시키기 위해 광학디스크드라이브의 액추에이터는 높은 서보대역폭을 가져서 광학디스크의 진동을 보상할 수 있어야 한다. 하지만 서보대역폭은 액추에이터의 몇몇 유연모드들에 의해 제한되므로 액추에이터 유연모드의 고유진동수를 높이는 설계가 필수적이다. 이 논문은 높은 유연모드 주파수를 갖는 가동 자석형 액추에이터를 제안한다. 일반적으로 가동 자석형 액추에이터는 가동부의 형태가 단순하고, 가동부 자석이 높은 영률을 가지기 때문에 유연모드 주파수를 높이는데 유리하다. 반면 가동부의 질량이 크고 자기 회로의 효율이 좋지 않아 액추에이터의 구동감도가 나쁘다. 이와 같은 단점을 극복하는 방편으로 구동감도를 향상시키기 위해 트랙킹 방향 구동을 위한 자기회로가 폐자기회로인 모델을 설계하였다. 추가로 실험계획법을 이용한 자기회로 개선을 통해 구동감도를 향상시켰으며, 유연모드 주파수 또한 렌즈 홀더의 변경을 통해 향상시켰다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권7호
• /
• pp.380-388
• /
• 2016

마그네트 기어를 이용하면 기계적인 접촉없이 동력을 전달할 수 있다. 마그네트 기어 기반 감속 시스템에서 종동축은 구동축으로부터 분리되어있기 때문에 시스템은 제한된 공극 강성으로 부하 변화에 대응해야하는 2관성 공진 시스템이다. 종동축 즉, 저속측은 구동축 인가 토크만으로 제어되고 갑작스런 외란에 따라 일반적인 기계식 기어 시스템과 달리 과도한 진동이나 슬립이 발생할 수 있다. 따라서 저속측에 인가되는 부하 등의 외란은 실시간으로 측정되거나 추정되어야 한다. 본 논문에서는 고조파 조절기 일체형 마그네트 기어를 이용한 감속 시스템의 저속측 속도 제어를 위한 전상태 되먹임 제어기를 제안하고 이를 전산 모의 시험과 실험을 통해 검증하였다. 저속측 부하를 추정하기 위해 새로운 상태변수를 도입하여 관측기를 설계하였으며 이를 기반으로 하는 전상태 제어기를 통한 외란에 대한 강건성은 2자유도 PI 속도 제어기와 비교하였다. 상대적으로 짧은 시간안에 극의 슬립이 보정되는 것을 확인하였으며 추정된 변수는 실제 측정 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 이러한 결과는 마그네트 기어 감속기의 서보 시스템으로의 응용 가능성을 담보해주는 결과인 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제47권10호
• /
• pp.738-746
• /
• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제5권2호
• /
• pp.151-159
• /
• 2005

The errors generated from current measurement paths are inevitable, and they can be divided into two categories: offset error and scaling error. The current data including these errors cause periodic speed ripples which are one and two times the stator electrical frequency respectively. Since these undesirable ripples bring about harmful influences to motor driving systems, a compensation algorithm must be introduced to the control algorithm of the motor drive. In this paper, a new compensation algorithm is proposed. The signal of the integrator output of the d-axis current regulator is chosen and processed to compensate for the current measurement errors. Usually the d-axis current command is zero or constant to acquire the maximum torque or unity power factor in the ac drive system, and the output of the d-axis current regulator is nearly zero or constant as well. If the stator currents include the offset and scaling errors, the respective motor speed produces a ripple related to one and two times the stator electrical frequency, and the signal of the integrator output of the d-axis current regulator also produces the ripple as the motor speed does. The compensation of the current measurement errors is easily implemented to smooth the signal of the integrator output of the d-axis current regulator by subtracting the DC offset value or rescaling the gain of the hall sensor. Therefore, the proposed algorithm has several features: the robustness in the variation of the mechanical parameters, the application of the steady and transient state, the ease of implementation, and less computation time. The MATLAB simulation and experimental results are shown in order to verify the validity of the proposed current compensating algorithm.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제3권3호
• /
• pp.214-221
• /
• 1998

직접 구동용 브러시 없는 직류전동기(BRUSHLESS direct drive motor : BLDD motor)의 강인한 위치제어를 위해 신경망을 사용하여 접근하는 새로운 제어방식이 소개된다. 전향 신경망이 추가된 선형 2차 제어기는 AC서보의 객체지향 방법을 사용함으로서 대략적으로 선형화 되어지는 강인한 BLDD 모터 시스템을 얻기 위해 사용된다. 구동 상태의 온-라인 위상에서 학습되는 이 신경망은 전향신호와 오차 역 전파법(Back-Propagation Method)에 의해 구성된다. 총 노드의 수가 8개이기 때문에 이 시스템은 일반적인 마이크로 프로세서에 의해 쉽게 실현될 수 있다. 일반적인 작동중, 입출력 응답은 표본화되어지고 가중치는 매개변수 또는 부하 토크의 능한 변이를 적용하기 위해 각 표본주기에서 오차 역 전파법에 의해 학습된다. 그리고, 상태공간에서 시스템 분석은 상태 궤환 이득을 얻기 위해 체계적으로 실행했다. 또한, 강인성은 전반적인 시스템응답에 영향력을 주지 않고 얻어진다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.166-174
• /
• 2014

Fuel injection pressure has steadily increased in diesel engines for the purpose of improving fuel efficiency and cleaning exhaust gas, but it has now reached a point, where the cost for higher pressure does not warrant additional gains. Common rail systems on modern diesel engines have fuel pumps that are mechanically driven by crankshaft. The pumps actually house two pumping module inside: a low pressure pump component and a high pressure pump component. Part of the fuel compressed by the low pressure component returns to the tank in the process of maintaining the pressure in the common rail. Since the returning fuel represents pumping loss, fuel economy improves if the returned fuel can be eliminated by using a properly controled electrical fuel pump. As the first step in developing an electrical fuel pump the fuel supply system on a 6 liter diesel engine was modeled with AMESim to analyze the workload and the fuel feed rate of the injection pump, and the results served as basis for selecting a suitable servo motor and a reducer to drive the pump. A motor controller was built using a DSP and a program which controls the common rail pressure using a proportional control method based on the target fuel pressure information from the engine ECU. A test rig to evaluate performance of the fuel pump is implemented and used to show that the newly developed electrically driven fuel pump can satisfy the fuel flow demand of the engine under various operating conditions when the rotational speed of the pump is adequately controlled.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제37권8호
• /
• pp.1-8
• /
• 2000

0.3 g의 하드디스크 드라이브에 사용될 수 있는 마그네틱 헤드를 장착할 수 있는 트랙 추적용 마이크로 액추에이터를 제작하였다. 이 액추에이터는 정전방식을 적용하였으며 2${\mu}m$ 두께의 열산화막과 20${\mu}m$ 두께의 실리콘 막이 직접접합된 SOI 웨이퍼를 이용하여 단지 3장의 마스크만을 사용하여 제작하였다. 고유진동수는 18.5 kHz이고 15 V DC와 15 V AC 전압이 동시에 가해진 상황에서 그 변위가 1.4 ${\mu}m$이였고 이때 30 V일 때 50 N의 정전력을 나타내었다. 또한 2.21 kHz의 서보 주파수 대역에서 이득여유가 7.51 dB이고 위상여유가 50.98$^{\circ}$이였다. 따라서 이 트랙추적 마이크로 액추에이터는 10 Gb/in$^2$의 기록밀도를 요구하는 하드디스크 드라이브에 충분히 이용될 수 있을 것이다.