• 과학과기술
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• 제35권11호통권402호
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• pp.24-25
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• 2002

KAIST 조영효 교수가 이끄는 디지털 나노 구동연구단은 지난 4월 새로운 형태의 디지털 나노구동기를 개발하여 화제를 모으고 있다. 이 나노구동기는 생체 근육의 구조와 구동원리를 공학적으로 응용해 개발한 점이 주목된다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.285-293
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• 1999

본 논문에서는 인버터를 사용하여 진행파형 초음파 모터를 구동할 때에 구동 주파수, 위상차 및 상간의 전압을 제어하기 위해 새로운 방식의 초음파 모터 구동용 디지털 제어기를 제안하였다. 제안된 디지털 제어기는 주파수 발생과 위상차 제어를 하기 위하여 기존의 제어기에서 사용한 디지털-아날로그 혼합 방식이 아닌 디지털 논리에 의하여 출력이 발생되며 이로 인하여 제어기의 구성이 대폭 단순해진 특징을 갖는다. 제안된 디지털 제어기는 두 가지 형태로 주파수와 위상만을 제어하기 위한 경우와 상간의 전압까지 제어하기 위한 경우로 분리하였다. 실험에서는 상용 LSI와 EPLD를 사용하여 구현된 단순화된 디지털 제어기의 성능을 평가하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.883-884
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• 2008

디지털 제어기는 벡터 제어(Vector Control) 구현에 적합하기 때문에, 현재 대다수의 고성능 교류 전동기 구동 시스템에 사용되고 있다. 디지털 제어기를 사용하는 교류 전동기 구동 시스템에 대한 기존의 연구는 주로 디지털 제어기의 시지연이 제어 성능에 미치는 효과에 주목하였다. 그리고 디지털 제어기의 전류 샘플링 오차에 주목한 연구들은 주로 전력 변환기기의 전압 변조(PWM, Pulse Width Modulation)와 디지털 제어기의 샘플링 순간과의 관계에 따른 전류 샘플링 오차에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 기존의 연구에서는 다루어지지 않았던 디지털 제어기의 제로-오더-홀드(Zero-Order Hold) 특성에 의해 발생하는 전류 샘플링 오차를 다룬다. 이 오차는 전동기의 전기적 회전 주파수가 디지털 제어기의 샘플링 주파수에 비해 무시할 수 없을 정도로 커지는 경우 그 영향이 두드러지게 된다. 본 논문에서는 이러한 전류 샘플링 오차를 분석하고, 이것을 보상하는 방법에 대해 서술한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권1호
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• pp.1-6
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• 2008

This paper presents muscle-inspired serial digital actuators, achieving the improvement of the range-to-precision and range-to-voltage performance. We propose a weight-balanced design for the serial actuators with serpentine springs using serial arrangement of digital actuators. We have measured the displacement range, precision, and drive voltage at unit and serial actuation of 1Hz. The serial digital actuators produce a full range displacement of $28.44{\pm}0.02{\mu}m$, accumulating the unit displacement of $2.8{\pm}0.5{\mu}m$ at the operating voltage of $4.47{\pm}0.07V$. In addition, the serial digital actuators having the displacement precision of $37.94{\pm}6.26nm$ do not accumulate the precision of the unit actuators, $36.0{\pm}17.7nm$. We experimentally verify that the serial digital actuators achieve the range-to-squared-voltage ratio of $1.423{\mu}m/V^2$ and the range-to-precision ratio of 749.6.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.1985-1992
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• 2011

PE(Passive Entry)는 자동차 운전자가 스마트 키를 직접 사용하지 않고 차량의 문을 열거나 닫는 자동차 기술이다. PG(Passive Go)는 운전자가 스마트 키를 갖고 차량 내에 있을 때 시동을 걸거나 끄는 기술이다. 이러한 2가지 기능을 합쳐서 PEG라 부른다. PEG의 핵심 기술 중의 하나인 LF(Low Frequency) 안테나 구동기는 명령을 처리하는 디지털 블록과 sine 파를 발생시키는 아날로그 블록으로 구성되어 있다. LF 안테나 구동기의 디지털 블록은 MCU(혹은 ECU)로부터 명령을 받아서 요청된 명령을 수행하며, 내부의 FIFO 블록에 안테나 구동 관련 명령 및 데이터를 저장한다. FIFO에서 명령을 읽어내 이에 대응하는 조치를 취하며 변조된 LF 데이터를 아날로그 블록에 전달하면 아날로그 블록은 sine 파를 생성하여 안테나를 통해 외부로 전달한다. 설계된 LF 안테나 구동기용 디지털 블록은 기존의 제품과 비교하여 더 빠른 속도로 LF 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이의 응용 분야는 자동차용 PEG 및 건물의 출입문 개폐에 활용이 가능하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2011

본 개발에서는 초고속 복합 분자펌프 구동을 위한 디지털 구동장치를 설계 하였다. 초고속 모터구동을 위한 핵심제어 보드 설계 및 모듈을 설계하여 기본성능을 평가하였다. 또한 초고속 전동기 운전시 급가속 성능을 향상 하기 위해 홀센서에 의한 위치측정 오차를 최소화하는 관측기를 설계하여 모터제어기를 설계하여 고속회전 시험을 하였다. AMB 구동을 위한 전류제어기를 제작하여 성능시험을 하였다. AMB 구동을 위한 와전류식 변위센서 구동부를 설계 제작하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.99-99
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• 2012

본 개발에서는 초고속복합분자펌프 구동을 위한 디지털 구동장치를 설계하였다. BLDC구동을 위한 디지털 제어 시스템의 핵심제어 보드 설계 및 모듈 설계를 하여 보드제작 및 기본성능평가를 하고 고속 회전 실험을 하였다. AMB제어기는 넓은 제어대역폭을 확보하기 위하여 FPGA 1개와 마이크로 콘트롤러 2개를 사용하여 구성하였으며 FPGA로 AMB구동을 위한 PWM기능과 CPU 2개의 원활한 Data 통신을 위하여 Dual Memory을 구현하였으며 PWM의 디지털노이즈 회피를 위하여 AMB구동용 PWM과 동기화하여 Gap Sensor 및 전류센서신호 샘플링할 수 있도록 ADC를 구동 및 샘플링한다. 그리고 Gap Sensor 구동 회로와 제어기회로를 하나의 보드로 구연하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1824-1825
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• 2006

항공기, 차량, 유도탄 등과 같은 동적인 플랫폼에서 표적을 추적하기 위해서는 시선을 안정화하는 외부의 추적루프와 내부의 속도 루프를 포함하는 서보 구조가 필요하다. 본 논문에서는 내부의 속도 루프인 안정화 루프에 큰 입력 전압이 인가되었을 때 구동기(Actuator) 포화 현상에 의해서 공간 안정화 루프 성능이 나빠지지 않게 와인드업 방지(Anti-windup) 기능을 가진 디지털 비례적분(Proportional Integral, PI) 제어기를 설계한다. 디지털 와인드업 방지 비례적분 제어기는 일반적으로 SISO 시스템 설계를 위한 방법으로 와인드업 방지 기능을 가진 R, S, T 다항식으로 표현되는 입출력 형태의 제어기를 이용하여 설계하였다. 설계된 제어기는 모델링에 의한 시뮬레이션 결과와 실험결과를 통해 성능을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권12호
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• pp.1990-1996
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• 2004

This paper presents a nonlinearly modulated digital actuator (NMDA) for producing nano-precision digital stroke. The NMDA, composed of a digital microactuator and a nonlinear micromechanical modulator, purifies the stroke of the digital actuator in order to generate the high-precision displacement output required for nano-positioning devices. The function and concept of the nonlinear micromechanical modulator are equivalent to those of the nonlinear electrical limiters. The linear and nonlinear modulators, having an identical input and output strokes of 15.2${\mu}{\textrm}{m}$ and 5.4${\mu}{\textrm}{m}$, are designed, fabricated and tested, respectively. The linear and nonlinear modulators are linked to identical digital actuators in order to compare the characteristics of the linearly modulated microactuator (LMDA) and NMDA. In addition, an identical linear modulator is attached to the output ports of LMDA and NMDA. The NMDA shows the repeatability of 12.3$\pm$2.9nm, superior to that of 27.8$\pm$2.9nm achieved by LMDA. When the identical linear modulator is connected to LMDA and NMDA, the final modulated output from NMDA shows the repeatability of 10.3$\pm$7.2nm, superior to that of 15.7$\pm$7.7nm from LMDA. We experimentally verify the displacement purifying capability of the nonlinear mechanical modulator, applicable to nano-precision positioning devices and systems.

• 전기의세계
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• 제46권7호
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• pp.84-87
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• 1997

자동화 및 디지털 제어 기술은 대량 생산 체제의 기반 기술로서 국내 산업계의 발달에 지대한 공헌을 해왔으며 최근들어 생산성의 고효율화가 주요 문제로 지적되면서 그 중요성이 크게 부각되고 있는 분야이다. 본고에서는 자동화 및 디지털 제어 기술을 프로그램형 제어기(PLC), 분산제어 시스템(DCS), 로봇(Robot), 컴퓨터 수치제어기(CNC), 서보(Servo) 구동 기술 등의 5개 분야로 나누어 각 분야의 국내 기술 발전 현황 및 동향에 대해 알아본다.