• 한국안전학회지
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• 제15권3호
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• pp.115-123
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• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6446-6451
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• 2014

공압모터는 저렴한 가격, 가벼운 무게, 용이한 조립, 중량대비 힘, 위험한 지역에서도 안전한 내부 구조와 더블어 매우 가혹한 환경에서도 작동하기 때문에 여러 분야의 응용에 매우 매력적이다. 이러한 장점에도 불구하고, 공압모터는 빠르고 정확한 응답을 필요로 하는 용도에 있어서 그 사용을 제한하는 여러 가지 바람직하지 않은 특성을 나타낸다. 이러한 바람직하지 않은 특성은 공기의 높은 압축성과 공압모터 구동시스템에 존재하는 비선형성에 기인한다. 본 논문에서는 공압모터의 회전각 제어시 강성을 높이기 위해 3-루프 기반 슬라이딩 모드 제어기를 제안하였으며 계단 응답과 외란 부하에 대한 응답 특성을 기존 PID 제어기와 비교 하였다. 공압모터 위치제어에 적용하여 본 결과 공압모터의 위치제어 정밀도는 ${\pm}0.05mm$ 이내로 제어할 수 있으며 부하에 대한 강성은 기존 PID제어기 보다 3.5배 향상됨을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.18-21
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• 2011

본 연구에서는 노즐목 가변 추력기의 핀틀 구동에 따른 압력제어에 대한 기초 연구를 진행하였다. 실험을 위해 핀틀 추력기 및 핀틀 형상을 설계, 제작하였다. Fluent 유동해석을 통해 핀틀에 걸리는 하중을 분석하였고 이를 통해 구동기 모델을 선정하였다. 공압 시험 결과 핀틀이 전진함에 따라 추력기 내부 유동에 영향을 주어 압력에서 큰 오실레이션 현상이 발생하였다. 또한 핀틀의 위치가 노즐 수축부의 특정 위치에 전진하면서 추력기 성능에 영향을 끼치고 있음을 발견하였으며 공압시험을 통해 압력 제어의 가능성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.533-541
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• 2011

본 연구에서는 공압형 인공근육으로 이루어진 회전관절의 동적 특성을 파악하기 위해서 두 개의 공압형 인공근육으로 이루어진 상극구동 시스템의 주파수 응답특성실험을 수행하였다. 인공근육의 작동범위에서 수행한 주파수 응답결과에 최적으로 근사할 수 있는 선형모델을 추정하고 이를 이용하여 회전관절의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있는 모델에 기초한 제어법칙을 제시하였다. 사각파, 정현파 기준궤적에 대한 회전관절의 추종실험을 수행한 결과 선형 추정모델에 의한 보상효과와 피드벡 이득에 의한 추종오차 제거효과를 통해서 우수한 궤적 추정성능을 보였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.529-538
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• 2002

콤바인 곡물 포대 자동화장치개발은 콤바인 운전자 및 작업자의 피로경감과 안전보호 및 작업성능의 향상을 기하기 위하여 행하여 졌으며, 본 연구의 개발은 기존의 콤바인 작업이 2명이 소요되는 것을 운전자 1명이 수확작업을 할 수 있도록 하며, 노동력의 절감과 작업의 편리성을 도모하고자 하였다. 이러한 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 곡물 포대의 정 위치화를 위해서 용량형 근접위치센서를 설치하였으며, 포대의 과다이송에 따른 모터의 부하를 최소화 하기위해 선단부와 슈트부에 각각 위치센서를 설치하여 포대의 위치를 제어하였다. 2) 곡물 투입장치부의 작동은 공기압축기와 공압실린더를 이용한 공압시스템을 사용하였으며, 곡물의 투입량제어는 슈트부 게이트의 열림시간을 제어하여, 곡물의 투입량을 제어하였다. 3) 포대 배출장치는 이송장치로부터 이송되어진 충진된 포대를 제 2의 포대가 충진하는 영역 밖으로 밸트 컨베이어를 이용 이송하도록 하였다. 4) 포대는 B3 포대의 경우가 가장 투입량이 많은 것으로 나타났으며, 가진을 한 경우가 하지 않은 경우보다 비교적 투입량이 많은 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 포대 자동화장치에서는 포대의 가진 장치를 장착하지 않았으며, 실험은 인위적으로 가진을 하여 실행하였으며, 향후 전체적인 장치의 성능 향상을 위해서 포대의 가진 장치가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.1697-1705
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• 2022

대규모 해양 건설에 따른 해양 건설 작업자의 안전 및 해양 오염 문제가 발생하고 있다. 특히, 해양의 수중 건설 작업은 다른 작업에 비해 위험도가 높아 작업자의 안전을 고려한 무인 대체 시스템의 적용이 필요하다. 본 논문에서는 수중 무인 작업을 위해 해양 건설용 ROV 시스템을 개발 완료하였다. 수중 추진체의 제어를 통한 위치제어, 공압 gripper 그리고 수중 작업 모니터링을 위한 모니터링 시스템을 개발하였다. 성능평가 결과 ROV의 수중 이동속도는 최대 0.89m/s로 평가되었으며, 공압 gripper의 최대 하중은 80kg의 하중 허용 가능함을 확인하였다. 또한, 수중 ROV의 제어와 수중 영상 스트리밍에 필요한 네트워크 대역폭이 300Mbps 이상으로 평가되었으며, 유선 통신은 205m에서 92.7 ~ 95.0Mbit/s, 무선 통신은 78.3 ~ 84.8Mbit/s의 속도로 평가되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.424-427
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• 2002

Pneumatic control systems have the potential to provide high output power to weight and size ratios at a relatively low cost. However, they are mainly employed in open-loop control applications where positioning repeatability is not of great importance. This paper presents precision positioning control of pneumatic servo cylinder with on-off valve, Pneumatic low-friction cylinder with servo valve and DC servo motor under parameter variations. Basically positioning control uses PID controller, where needs a linearized model. A neural network is added to a PID controller to compensator nonlinearity of the system and an influence of friction force is consider as disturbance. The performances of the proposed algorithms were compared by experiments with them of PID controller. From those experiments is was shown that the proposed algorithms are more efficient about settling time, steady 7tate error and overshoot than PID control algorithm.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권12호
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• pp.82-87
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• 2007

Excavator has been used in wide field since the attachment in the end effect can be changeable according to the purpose of working. However, efficiency of work using excavator mainly depends on an operator's ability. For the purpose of improving the efficiency of work and reducing the fatigue of operator, the automatic excavator system has been researched. In this paper, the tracking control system of each links of excavator is designed before developing the automatic excavator system. In order to apply the tracking control system, the pneumatic excavator system is developed and the tracking control system is applied. For designing the tracking control system, the adaptive sliding mode control algorithm is proposed. The performance of the proposed control system is evaluated through experiments using the pneumatic excavator system.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권7호
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• pp.40-45
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• 2001

This paper proposes a methodology for the small-displacement-movement of a piston and develops a hybrid control algorithm for the precision position control of a pneumatic rodless cylinder. The pneumatic system uses the voltage-proportional solenoid valves to minimum valve switching since the on/off type valves are create diffculties for accurate position control and induce a lot of valve switching. For the accurate position control a methodology for the small-displacement-movement of the piston is developed and identified experimentally. The main consideration on the development of the hybrid control law is to eliminate a stick-slip phenomenon in the pneumatic control system. This paper addresses these critical issues and presents experimental results for the pneumatic control system.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권2호
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• pp.127-132
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• 2003

본 논문에서는 관절 경직 환자의 재활 치료를 위한 공압 실린더를 이용한 하이브리드형 로봇을 연구 개발하였다. 공압 실린더는 우수한 컴플라이언스를 가지고 있고 부피나 중량에 비해 높은 구동력을 가지고 있다 낮은 강성을 지닌 공압 구동기는 안정이 보장되어야 하는 물리 치료용 로봇의 구현에 적용하기 적당하다. 본 연구에서 제안한 로봇 시스템은 직렬형과 병렬형을 결합한 하이브리드 형으로 위치 결정부와 자세 결정부로 구분되며 하이브리드 구조를 통해 넓은 작업영역과 구동력을 얻을 수 있었다. 슬라이딩 모드 제어기를 이용하여 로봇 시스템의 공압 서보시스템의 추종성과 안정성을 얻을 수 있었으며 실험을 통하여서 개발된 시스템에 대한 검증을 하였다.