대한기계학회논문집A (Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A)

  • 제40권2호
  • /
  • Pages.213-220
  • /
  • 2016
  • /
  • 1226-4873(pISSN)
  • /
  • 2288-5226(eISSN)
대한기계학회 (The Korean Society of Mechanical Engineers)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

피치 운동을 고려한 자기부상 수동형 이송자 제어

Passive Maglev Carrier Control with Consideration of Pitch Motion

  • 투고 : 2015.07.21
  • 심사 : 2015.12.16
  • 발행 : 2016.02.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

자기부상 수동형 이송 시스템이란 이송자에 부상, 안내, 추진과 관련된 전원장치가 없어 고청정, 무분진이 요구되는 환경에서 사용 가능한 시스템으로써 대면적 디스플레이 공정산업, 반도체 이송장비 등에 활용가능하다. 이 시스템은 이송 대상물의 안정적 운반을 위하여 이송자의 정밀한 자세 제어가 필요하다. 하지만 이송자의 구조적 특징 및 공극 센서 설치 오차에 의해 이송자의 피치운동이 발생하며 이를 해결하기 위한 제어기 설계가 필요하다. 본 논문에서는 자기부상 수동형 이송 시스템의 이송자 피치 운동을 감소시키는 제어에 목적이 있다. 이를 수행하기 위하여 해석적으로는 PDA 제어 모델과 피치제어를 추가한 제어 모델의 피치 각도를 비교한다. 실험적으로는 제어기 변경이 이송자의 피치 각도 및 부상 정밀도에 미치는 영향을 분석한다. 이러한 제어기 설계 변경이 피치 운동에 미치는 영향을 분석하고 부상 정밀도 향상을 위한 방법을 제시한다.

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.

키워드

참고문헌

  1. Kim, C. H., Lee, J. M. and Han, H. S., 2011, "Development of a Maglev LCD Glass Conveyor," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol.47, No.4, pp. 581-587.
  2. Kim, C. H., Kim, K. J., Lee, Y. H., Han, H. S. and Park, D. Y., 2013, "Dynamic Simulation of Discontinuously Arranged Electromagnets for Passive Tray Levitation," Applied Mechanics and Materials, Vol.10, No.57, pp. 341-344.
  3. Morishita, M., Azukizawa, T., Kanda, S., Tamura, N. and Yokoyama, T., 1989, "A New Maglev System for Magnetically Levitated Carrier System," IEEE Trans. Veh. Technol., Vol.38, No.4, pp. 230-236. https://doi.org/10.1109/25.45486
  4. Ebihara, D., Kawaguchi, H., Muraguchi, Y. and Watada, M., 1993, "Transportation Technique for Magnetically Levitated Thin Iron Plates," IEEE J. Magnetics, Vol.29, No.6, pp. 274.
  5. Hayashiya, H., Ariki, N., Paddison, J.E., Ohsaki, H., and Masada, E., 1996, "Magnetic Levitation of a Flexible Steel Plate with a Vibration Supperessing Magnet," IEEE J. Magnetics, Vol. 32, No. 5
  6. Park, J. W., Kim, C. H., Park, D. Y. and Ahn, C. S., 2011, "Controller Design with High Fidelity Model for a Passive Maglev Tray System," International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Vol.15, No.8, pp. 1521-1528.
  7. Park, J. S., Kim, J. S. and Lee, J. K., 2001, "Robust Control of Maglev Vehicles with Multimagnets Using Separate Control Techniques," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. International Journal, Vol.15, No.9, pp. 1240-1247.
  8. Lee, A. C., Hsiao, F.Z. and Ko, D., 1994, "Analysis and Testing of Magnetic Bearing with Permanent Magnets for Bias," JSME International Journal, Vol.37, No.4, pp. 774-782.
  9. Son, Y. W., Park, K. H. and Lee, S. K., 1996, "Magnetically Levitated Transport System for Linear & Curvilinear Motion Using Freecontroller Carrier," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, pp. 527-532.
  10. Ahn, C. S., 2015, "Control Strategy and Algorithm for Levitation of Over-Actuated Passive Maglev Tray System," J. Korean Soc. Precis. Eng., Vol.32, No.6, pp. 553-562. https://doi.org/10.7736/KSPE.2015.32.6.553
  11. Ha, C. W., Kim, C. H., Cho, J. M., Lim, J. W. and Han, H. S., 2015, "Magnetic Levitation Control Through the Introduction of Bogie Pitch Motion into a Control Law," Journal of the Korean Society for Railway, Vol.18, No.3, pp. 175-185. https://doi.org/10.7782/JKSR.2015.18.3.175
  12. Sinha, P. K., 1987, Electromagnetic Suspension Dynamics & Control, Peter Peregrinus Ltd, London, United Kingdom, pp. 53-72.
  13. Han, J. B., Kim, K. J., Han, H. S. and Kim, S. S., 2014, "Parametric Study of Curved Guideways for Urban Maglev Vehicle," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol.38, No.3, pp. 329-335. https://doi.org/10.3795/KSME-A.2014.38.3.329
  14. Han, J. B., Lee, J. M., Han, H. S., Kim, S. S., Yang, S. J. and Kim, K. J., 2014, "Study on Running Safety of EMS-Type Maglev Vehicle Traveling over a Switching System," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol.38, No.11, pp. 1309-1315. https://doi.org/10.3795/KSME-A.2014.38.11.1309
  15. Han, H. S., 2003, "A Study on the Dynamic Modeling of a Magnetic Levitation Vehicle," JSME International, Vol.46, No.4, pp. 1497-1501. https://doi.org/10.1299/jsmec.46.1497

피인용 문헌

  1. Development of Algorithm to Estimate Sensor Offset in Maglev Tray System vol.19, pp.3, 2018, https://doi.org/10.1007/s12541-018-0042-y