Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2012.10a
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pp.331-336
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2012
This paper proposes a new type of high-frequency directional valve controlled by the piezostack actuator associated with displacement amplifier. As a first step, a dynamic model of directional valve which can operate at 200 Hz with a flow rate of 12 l/min is derived by considering pressure drop and flow force. As a second step, an appropriate piezostack is selected by considering actuation force as well as field-dependent displacement. Subsequently, in order to control spool displacement and flow rate a proportional-derivative (PD) controller is designed based on the $3^{rd}$-order valve system. Control performances such as sinusoidal trajectory tracking of the spool displacement in time domain are evaluated. In addition, the field-dependent flow rate is also presented to verify the required performance of the valve system.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2017.05a
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pp.213-217
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2017
Since more than 30% of the liquid rocket engine failures occur during the start-up process, and the Space Shuttle Main Engine (SSME) is especially sensitive to small changes in propellant conditions, a 2% error in the valve position or a 0.1sec timing error could lead to significant damage of the engine, simulation modeling of start-up process is important. However, there are many difficulties associated with engine start-up process caused by nonlinear mass flow and heat transfer characteristics associated with filling an unconditioned engine system with cryogenic propellants. In this paper, we modelled a SSME simulation model using partially Computational Fluid Dynamics (CFD) method to solve these problems and checked the performance by comparing with the performance of the simulation model using the lumped method under the state of normal condition.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.22
no.10
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pp.1020-1026
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2012
This paper proposes a new type of high-frequency directional valve controlled by the piezostack actuator associated with displacement amplifier. As a first step, a dynamic model of directional valve which can operate at 200 Hz with a flow rate of 12 litter/min is derived by considering pressure drop and flow force. As a second step, an appropriate piezostack is selected by considering actuation force as well as field-dependent displacement. Subsequently, in order to control spool displacement and flow rate a proportional-derivative(PD) controller is designed based on the 3rd-order valve system. Control performances such as sinusoidal trajectory tracking of the spool displacement in time domain are evaluated. In addition, the field-dependent flow rate is also presented to verify the required performance of the valve system.
Despite the development of electronic components and microprocessors, hydraulic actuators are still being applied in various applications. In some applications, there is a desire to apply a hydraulic actuator with a relatively small position error to the system. Various studies have been conducted to reduce the position error of hydraulic actuators. In this paper, the position error of the hydraulic actuator when the hydraulic oil pressure is supplied is defined as the offset generated by the servo valve, and the method for correcting the servo valve offset has been studied. A method for compensating the servo valve offset was proposed and it was verified through experiments that the position error of the hydraulic actuator was reduced. We also compared the servo valve offset correction method and controller using the PID control and disturbance observer used to reduce the position error of the hydraulic actuator. No-load test and load test were performed to confirm the performance of the servo valve offset correction method. The results of the study were compared with those obtained by using the disturbance observer and PID control.
Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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v.8
no.2
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pp.13-21
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1986
점차 엄격해지는 요구조건을 만족시켜 주기 위해서는 승용차용 엔진의 실제특성과 운전특성을 지 배하는 설계변수의 조절은 불가피하며, 그중에서도 엔진의 핵심부인 연소질의 설계는 가장 중요 하다. 부분 부하에서의 SI기관의 연료경제성을 향상시키는 가장 좋은 방법이 압축비를 상승시 키는 것이므로, 앞으로의 여소실은 고압축비에서도 옥탄가가 높은 연료를 요구하는 성향을 낮 추는 특성을 갖고 있어야 한다. 새로운 엔진의 향상을 최적화하기 위하여는 quench area의 크 기와 위치 그리고 적절한 quench distance의 성질이 중요하며, 또한 연소실의 소형화, 스파크 플러크의 위치, 표면적/체적의 비 그리고 화염전파거리등도 고려에 넣어야 한다. 승용차용 엔진의 요구조건은 연소실을 피스톤 크라운에 위치시키는 용이한 방법을 통하여 해결될 수 있으며, 이 러한 형상의 연소실은 실린더 헤드에 장치한 연소실과 비교하여 다음과 같은 장점을 갖고 있다. - 스파크 플러그 주변에 연소실을 배치하기 쉽다. - 연소실 내에 quench area의 설정이 자유롭다. - 연소실 layout의 개조없이 압축비의 설정이 자유롭다. - 연소실의 조합이 간단하다. - 실린더벽으로의 열손실이 감소되어 열효율이 증대된다. - 공연비의 희박가능한계가 크다. - EGR성능이 향상되어 NOx 의 배출과 연료소비율이 감소된다. - 필요하다면 연소실실 또는 직접분사식 Diesel 기관으로서의 개조가 간단하다. 만약 생산단가가 크게 상승하지 않는다면, NOx의 배출과 연료소비율이 작으면서도, 비출력이 큰 4-밸브 연소실이 실용화 될 전망이다.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2005.05b
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pp.1148-1153
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2005
하수관거는 국민의 정맥이라고 할 수 있을 정도로 도시의 환경관리와 치수, 쾌적한 환경조성에 있어서 매우 중요한 시설이며 그 규모가 광범위하고 복잡한 네트워크로 구성되어 있다. 이러한 하수관망을 통해 이송되는 물은 지저분하고 냄새가 심하기 때문에 지하에 관의 형태로 대부분 시공되어 왔으며, 상수관망처럼 압력관이 아니라 대부분 중력에 의한 이송방식을 채택하고 있어 문제 발생 시 원인파악과 대처를 힘들게 하는 요인을 가지고 있다. 특히 하수관거의 관리 소홀은 곧바로 토양오염과 인근 환경오염으로 직결되며 장기적으로는 상수를 오염시키는 요인으로 작용하므로 체계적인 방법과 장기적인 안목을 가지고 명확한 분석을 시행할 수 있는 시스템을 가지고 최적으로 유지관리 되어야 한다. 최근 들어 이러한 하수도 시설을 효율적으로 관리 및 개선하기 위해 대도시를 중심으로 근거 조사와 정비 사업이 활발히 시행되고 있다. 그러나, 사업효과를 검증하거나 관로의 유지관리를 위하여 국내 실정에 맞지 않는 외국하수관망 흐름 해석 프로그램을 그대로 사용하고 있고 정확한 해석이 이루어지지 않고 있어 효율적인 유지관리가 어렵다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 하수관망해석이나 하수관망 정비시 필요한 불명수산정이 가능하고 국내실정에 맞는 프로그램 개발이 시급한 실정이며, 아울러 프로그램을 효율적 운영하고 관리하는 제어관리 기술을 개발, 진행하고 있다. 본 논문에서는 개발된 프로그램의 부정류 해석 기능을 활용하여 대상구역의 해석을 실시하여 기존분석방법의 I/I결과와 비교하였으며 최적관리를 위한 방안을 제시하였다.준편차가 증가하고 있음을 알 수 있다. 본 연구에서는 상용 CFD모형인 FLOW-3D를 계획 중인 하수처리장의 침전지 유입부 설계에 적용하였으며 저류벽의 위치와 폭, 유공정류벽의 유공율에 따른 유입하수의 분배효과를 분석하였다. 실험을 수행하여 보다 정밀한 공식으로 개선할 수 있었다.$10,924m^3/s$ 및 $10,075m^3/s$로서 실험 I의 $2,757m^3/s$에 비해 통수능이 많이 개선되었음을 알 수 있다.함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는
Park, Han Young;Kim, Jin Young;Ahn, Sung Soo;Kang, Joonhee
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.50
no.5
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pp.269-274
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2013
To proportionally control the electronic valve position of the actuator, we designed and fabricated PCU, CPT, and rotary absolute optical encoder for the detection of absolute angular position in the actuator. We also designed and constructed the test system by using DAQ hardware and Labview. We designed PCU to convert 1-5 V, 0-5 V, 0-10 V, 2-10 V voltage signals and 4-20 mA current signals to the voltage signals in the common 0.5-2.5 V range. We designed CPT to output 4-20 mA current signals corresponding to the valve positions based on the PWM signal input from the MCU. We also designed 20 bit optical encoder by using infrared LED and infrared transistor and made the serial communication with the main board possible. When we tested PCU and CPT with DAQ hardware and Labview software, they operated correctly with the small errors within ${\pm}0.003$ V and ${\pm}0.01$ mA, respectively, showing that our actuator has the excellent performance to employ as the industrial proportional-valve-actuator. The resolution of the encoder was $11.25^{\circ}$ and the maximum revolution to detect was 32,768.
Pneumatic actuators are widely used in a variety of hazardous working environments. Any process that involves pneumatic actuation is also recognized as "eco-friendly". In most cases, applications of pneumatic actuators require only point-to-point control. In recent years, research efforts have been directed toward achieving precise position tracking control. In this study, a tracking position control method is proposed and experimentally evaluated for a linear positioning system. The positioning system is composed of a pneumatic actuator and a 3-port proportional valve. The proposed controller has an inner pressure control loop and an outer position control loop. A PID controller with feedback linearization is used in the pressure control loop to nullify the nonlinearity arising from the compressibility of the air. The position controller is also a PID controller augmented with the friction compensation by a neural network. Experimental results indicate that the proposed controller significantly improves the tracking performance.rformance.
It is very difficult to suppress fire by rapid flame spread through flue space between flammable commodities on the rack when a fire occurs in the rack storage. At present, the fire protection system for rack storage in Korea has many issues, and the new fire protection system was designed and developed by it. A smart system using the sensor network and artificial intelligence was designed to detect fire very rapidly and track the location of a fire. In the very early stages, the system was constructed using vertical open sprinkler pipes, wet pipes, and solenoid valves to allow water to spray near fire locations. Based on the design results, the system was installed and tested, and the full-scale test was successfully completed.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.13
no.6
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pp.102-113
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1996
An experimental and theoretical study on a pneumatic servo system has been conducted using on-off valves and a pneumatic cylinder. A V/I converter has been designed for rapid rising and falling of the solenoid current, which significantly improves the positioning accuracy and settling time of the servo system by shortening the valve opening time. Pulse width modulation was modified to operate on-off valves effectively. A state feedback controller which feeds back position, velocity and acceleration is used to control the system. The influence of controller gains on the system performance is studied to develop a scheme that automatically adjusts the gains using fuzzy logic theory. It is shown experimentally that the proposed fuzzy logic tuner works satisfactorily. A new method for measurements of valve effective areas is proposed, and a partially polytropic model is applied to simulation of the pneumatic system. Simulated results show good agreement with experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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