• Computational Structural Engineering
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• v.7 no.1
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• pp.25-30
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• 1994

본 고에서는 강한 바람이나 지진에 의한 고층 구조물의 진동을 감소시키기 위하여, 능동제어장치가 효과적으로 사용될 수 있음을 보이었다. 그러나 능동제어장치를 실제 구조물에 널리 적용하기에는 아직 많은 문제점들이 남아있다. 첫째, 효과에 비해 고가의 진동제어장치가 필요하며 유지관리에도 많은 비용이 필요하다. 또한 진동제어장치가 원활히 작동하기 위해서는 계속된 에너지의 공급이 있어야 하는데, 지진과 같은 과도한 구조물의 진동시 이를 보장할 수는 없다. 그러므로 극한상황에서는 진동을 오히려 증폭시킬 수도 있다. 둘째, Control Force의 산정시 사용되는 목적함수의 가중행렬을 결정하는 정형화된 방법이 아직 존재하지 않으며 효율적인 산정을 위해서는 많은 시행착오가 필요하다. 그밖에도 복잡한 실제 구조물의 단순한 모형화에 따라서 여러 문제점들이 발생하기 쉬우며, 실제 제어시에는 시간지연효과나 측정되지 못한 거동에 의한 문제 등이 있다. 구조물의 진동 저감방안에 대한 지금까지의 연구결과로는, 일반적인 경우에 있어서는 Base Isolator와 같이 재료의 감쇠특성을 이용하는 방법이 추천되고 있으나, 현재 내진설계된 고층건물과 같은 대형 구조물의 진동제어 등의 몇몇 경우에 있어서 능동제어의 필요성이 인정되고 있다. 좀더 안정적이고 효율적인 제어기법의 개발에 의해 많은 실제 구조물에 적용 범위를 넓힐 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of KSNVE
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• v.5 no.3
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• pp.292-302
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• 1995

압전재료를 이용한 능동진동제어에 관한 연구동향과 연구결과를 살펴보았다. 능동 진동제어에 사용되고 있는 감지기/작동기들 중 압전세라믹은 몇 가지 장점을 지니고 있어 그 적용에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있는 것이 현실이며 실제 구조 물로의 적용이 이루어지고 있다. 압전세라믹을 이용한 진동제어는 박판으로 이루어진 국부구조물의 진동제어에 적합하며 그래서 자동차의 진동소음제어, 위성체 태양판의 진동제어에 사용할 수 있고 또한 겹쳐놓은 형태의 압전세라믹은 트러스 구조물의 능동 멤버로 활용할 수 있다. 이렇게 겹쳐놓은 압전세라믹 구조는 진동 고립(vibration isolation)을 원하는 장비의 지지대로 사용할 수 있어 그 응용분야가 넓다. 최근까지 도 압전세라믹을 이용한 진동제어는 주로 외팔보, 또는 평판과 같은 단순한 기하학적 형상을 가진 구조물에 국한되어 연구가 진행되어 왔고 제어기법 또한 그동안 전기 제어분야에서 개발되어 온 기법들을 적용하는 현상을 보였는데 구조물의 자유도가 무한대임을 고려할때 앞으로 구조물에 합당한 제어기법의 개발이 요망된다고 하겠다. 이 논문에서 선보인 PPF와 SRF 제어 기법은 필자가 간단히 회로를 구성하여 실험을 수행하였는데 압전재료의 진동제어 기법으로 단순하면서도 효율적인 제어기법이라고 말할 수 있다. 압전재료를 이용한 진동제어에 관한 국내의 연구활동이 미미한 상태 이으로 이분야에 대한 연구자들의 관심을 모을 필요가 있다. 압전세라믹 감지기와 작동기의 설치는 그동안 압전세라믹 판을 직접 구조물에 접착시킨 형태로 진행되었 는데 새로운 형태의 압전세라믹 작동기의 개발이 시급하다. 이는 높은 전압을 필요로 하는 진동제어는 필수적으로 커다란 부대시설을 요구하게 됨으로 전압을 높이지 않고 도 진동제어를 효율적으로 할 수 있는 압전세라믹의 제조가 필요하다고 하겠다. 필자 는 이런 목적으로 다층 압전세라믹(multilayer piezoceramic plate)을 제작한 적이 있었는데 실험결과는 신통치 않았다. 또한 압전세라믹을 길고 얇은 조각으로 잘라 사용하는 방법로 있었으나 세라믹의 절단시 다이아몬드 컷터를 사용해야 되어 제작이 곤란했다. 또한 압전세라믹이 부서지기 쉬운점을 개선한다면 진동제어에 있어 아주 효과적인 감지기/작동기가 될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.16 no.2 s.95
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• pp.153-163
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• 1999

본 연구에서는 격자패널을 통한 소음전달을 감소시키기 위하여 외부 구조적 가진으로부터 유발된 경량 패널의 진동을 능동 제어하는 기법을 기술한다. 최적 되먹임제어기와 적응 앞먹임제어기가 결합된 혼합형 제어기가 진동제어기로 사용된다. 되먹임제어기는 주파수 영역의 모델규명법에 의해 추출된 다중 입/출력 패널진동계 모델에 대하여 LQG 최적기법을 이용하여 감쇠능을 향상시키도록 설계된다. 앞먹임제어기는 되먹임 궤환의 결합효과를 자동적으로 보정할 수 있는 제안된 학습법칙에 기초하여 패널의 잔류진동이 최소가 되도록 적응된다. 45.7${\times}$45.7${\times}$2.54 ${cm^3}$ 벌집형상의 고강도 패널, 4개의 관성형 구동기 및 이산신호처리장치에 의해 구현된 패널 진동계에 대한 능동제어 실험을 수행해 본 결과 600Hz 주파수대역에 대한 12dB 진동저감이 이루어 질 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.07d
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• pp.2243-2245
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• 2001

진동을 감소시키는 방법으로 과거에는 최적의 설계 변수를 선정하는 수동 제어 방법이 주로 연구되었으나, 보다 확실한 진동 제어를 위하여 최근에는 피드백 루프(Feedback loop)를 이용하는 능동제어에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 능동제어에 의한 진동을 억제하는 방법에 대하여 연구하려고 한다. 진동체로는 외팔보를 선택하였으며 진동체의 진동을 제어하는 장치로는 제어코일과 베이스코일로 구성된 Push-Pull 타입의 전자석 제어회로를 직접 제작하고 시스템을 모델링 하고자 한다.

• Current Industrial and Technological Trends in Aerospace
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• v.4 no.1
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• pp.34-43
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• 2006

헬기는 비행에 필요한 추력, 모멘트 및 조종력을 회전하는 로터시스템에서 발생시키기 때문에 근본적으로 진동이 많이 생기는 항공기이다. 로터시스템의 회전에 의해 발생되는 진동소스를 제어함으로써 헬기 동체에 전달되는 진동을 감소시키고자 하는 연구들이 지금까지 수많이 진행되었다. 이러한 연구들을 크게 두 가지로 분류하면, 수동적 진동제어 방법과 능동적 진동제어 방법으로 나눌 수 있다. 수동적 진동제어 방법은 그간 오랫동안 연구되어 현재 운용 헬기에 실제적으로 적용되고 있으나 능동적 진동제어 방법은 최근까지 활발한 연구가 진행되고 있는 상태이다. 본 논문의 서론에서는 헬기 진동제어를 위한 일반적인 방법에 대한 개요를 소개하였다. 본문은 로터시스템 진동제어 기술 중 최근까지 연구가 진행되고 있는 능동적 진동제어 방법을 중심으로 기술하였다. 특히 최근 비행시험에 성공하여 거의 실용화 단계에 이르고 있는 PZT를 이용한 Trailing Edge Flap 기술, Active Twist Rotor 등을 중점적으로 소개하였다. 마지막으로 유로콥터 BK117의 ADASYS 로터 시스템 성공사례 및 향후 해결해야 할 기술적 제한사항 등을 간략하게 기술하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2001.11c
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• pp.244-247
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• 2001

진동을 감소시키는 방법에는 최적의 설계 변수를 선정하는 수동 제어 방법과 피드백 루프(Feedback loop)를 이용하는 능동제어 방법 두 가지가 있다. 이 중 능동제어에 대한 연구가 최근에 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 능동제어를 위한 진동시스템의 동적해석과 시스템의 모델링에 대해 연구하고자 한다. 진동체로는 외팔보를 선택하였으며 진동체의 진동을 제어하는 장치로는 제어코일과 베이스코일로 구성된 Push-Pull 타입의 전자석 제어회로를 직접 제작하였고 시스템을 모델링하여 전달함수를 구하고자 한다.

• Journal of KSNVE
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• v.11 no.1
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• pp.96-103
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• 2001

Past research has repeatedly demonstrated the fact that hydraulic semiactive systems, if operated Properly, can provide levels of control authority in structural vibration control systems that are comparable to a fully active hydraulic damper. The performance of the semiactive system when used to provide vibration mitigation for a laboratory test structure is described in this paper Numerical and experimental verification of the effectiveness of the proposed bistate controller which relies on a Lyapunov approach that seeks to dissipate the energy of the system is also presented. The results based on the bistate control are compared with those of two different control strategies. The work indicates that hydraulic semiactive actuator provides a reliable, and inexpensive means of achieving structural control.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.50 no.11
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• pp.791-800
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• 2022

The number and locations of force generators and their force directions of Active Vibration Control System(AVCS) are important to maximize the airframe vibration reduction performance of helicopters. The present AVCS simulation using an exhaustive test method attempts to determine the best number and locations of force generators and their force directions for maximization of the airframe vibration reduction performance of UH-60A helicopter at 158 knots. The 4P hub vibratory loads of the UH-60A helicopter are calculated using DYMORE II, a nonlinear multibody dynamics analysis code, and MSC.NASTRAN is used to predict the vibration responses of the UH-60A airframe. The AVCS framework with an exhaustive test method is constructed using MATLAB Simulink. As a result, when applying AVCS with the optimal combination of the force generators, the 4P airframe vibration responses of UH-60A helicopter are reduced by from 19.35% to 98.07% compared to the baseline results without AVCS.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.9
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• pp.882-889
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• 2010

Semi-active vibration control is one of the attractive control methods for space application due to its robustness as passive damping system and much higher damping performance than passive system. However, a chattering induced by the sudden variation of damping force at the time of On-Off switching of semi-active control device degrades pointing performance of the on-board payload. In this paper, to enhance the pointing performance of the on-board payload, we proposed a semi-active vibration isolation with a strategy for attenuating chattering effect. Numerical simulation results using simplified analysis model indicated that the proposed semi-active control strategy produced much better isolation performance than the conventional Bang-Bang control semi-active control laws derived from skyhook and LQ theories.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1993.04a
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• pp.86-92
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• 1993

자동차의 현가장치에 대한 능동제어연구는 국내외적으로 활발히 진행되어 왔다. 수동식현가장치는 단순히 스프링과 감쇠기로 차체의 진동을 수동 제어 하므로 성능 향상에 한계가 존재하게 된다. 수동식 현가장치가 강성계수와 감쇠계수를 조절함으로써 차체로 들어오는 진동을 억제하는 반면, 능동식제 어는 보통 유압을 이용하여 효율적으로 차체에 들어오는 진동을 억제시키게 된다. 일반적으로 자동차가 능동현가장치 설계시 요구되는 사항은 탑승자의 승차감, 조종성, 현가장치의 공간확보 문제, 경제성(제어력), 실제적으로 자동 차에 적용할 수 있는 능동제어기법인가 하는 문제이다. 자동차 능동식 현가 장치는 보통 1/4 car (2자유도계), Full-car 모델 (7자유도계) 등으로 모델링 을 하여 능동제어기를 설계한다. 1/4 car 모델의 특징은 해석이 비교적 단순 하고 현가장치의 동적거동을 이해하는데 유용하고 실험을 하거나 실제 자동 차에 적용하기 쉬운 반면에 Full-car 모델에 비해 제어력의 효율이 떨어진다 는 단점이 있다. 그 이유는 1/4 car 모델은 차체의 동역학적 특성을 고려하 여 설계하지 않았기 때문에 4개의 독립현가차축에서는 오직 그 현가축방향 으로 발생하는 수직방향의 진동만을 제어하기 때문이다. 따라서 동역학적 역 성에 기인하는 운동을 제어하는 비효율적인 제어력이 공급된다는 단점을 갖 는다. 이에 비해 full-car 모델은 주행모드(수직, 롤링, 피칭운동)간의 연성을 고려하여 제어기를 설계할 수 있기 때문에 1/4 car 모델에 비해 제어력의 효 율이 높다는 장점이 있는 반면에 모델이 수학적으로 복잡하므로 제어력을 구하는데 계산량이 많고, 실제 자동차에 적용하기에 복잡하다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 쉽게 실험할 수 있고, 실용화할 수 있는 1/4 car 모델에 대하여 능동제어기를 설계하여 실제자동차에 능동제어기를 적용할 때 참고가 될 수 있도록 하였다. 자동차는 저주파영역의 밴드통과필터 역할 을 하므로 저주파에서의 성능, 특히 탑승자가 민감하게 느끼는 0.5Hz - 10Hz 부근의 주파수성능은 승차감, 조종성에 상당히 중요하다. 이에 본 논문 에서는 0.5Hz - 10Hz 부근의 승차감, 조종성의 향상에 초점을 두고 차체의 속도를 출력변수로 한 LQG/LTR 제어기를 설계하였다. LQG/LTR 설계기법 은 안정도-강인성이 좋은 체계적인 설계기법으로서 전 상태를 측정할 필요 가 없으므로 실제 적용시 효과적이다. 또한 자동차의 제원의 변화에 대한 고 유치의 민감도해석과 새로운 개념으로 안정도-강인성(Robustness)해석을 하 여 수동시스템과 능동시스템의 강인성을 비교하였다.