• Aerospace Engineering and Technology
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• v.2 no.2
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• pp.115-123
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• 2003

In this paper, in order to guarantee successful operation of KSR-III TVC actuator in the presence of excessive external disturbances, a relief valve is designed as a key component of the actuator. It is shown that the relief valve can resolve the stability problems which occur due to actuator failure in the presence of excessive disturbance torques on the actuator. Six degree-of-freedom simulation shows that relief valves with low operating pressure and low LOHM parameter may be better is stability and performance of the TVC actuator system.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.196.2-196.2
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• 2012

본 논문은 달착륙선의 개념설계를 위하여 고려한 전력시스템의 설계와 달착륙선의 지상시험모델용 추력기 밸브구동 전원장치 개발에 대해 기술하였다. 달착륙선의 임무특성을 고려하여 전력시스템의 구조를 검토하고, 극한의 온도환경에서 달착륙선의 임무수행을 위하여 필요한 전력에너지를 충분히 공급할 수 있도록 태양전지 배열기와 배터리의 용량, 그리고 전장품의 용량을 설계하였다. 특히 경량의 달착륙선 개발을 위하여 고효율의 태양전지를 이용한 태양전지 배열기와 리튬-이온 배터리를 검토하였다. 극한의 우주환경에서 태양전지배열기의 동작특성을 검토하고 생성될 수 있는 최대 전력을 분석하여 최적의 태양전지 배열기의 면적을 분석하고, 장시간의 월식을 고려하여 배터리의 방전특성에 따른 배터리의 전압특성을 검토하였다. 그리고 달착륙선의 전력시스템 개념설계의 타당성 검토를 위하여 유럽에서 개념설계 중인 달착륙선의 전력시스템 사양과 용량에 대해 비교검토를 수행하였다. 현재 개발중인 지상검증모델용 달착륙선의 전력시스템 설계와 추력기 밸브구동 전원장치의 개발에 관해 기술하였다. 지상검증용 전력시스템은 태양전지배열기의 장착 없이 배터리의 전력만을 사용하여 지상검증모델용 달착륙선의 부하에 전력을 공급할 수 있도록 설계되었다. 달착륙선 지상시험모델의 비행시간과 임무에 따른 부하특성을 고려하여 상용 리튬-이온 배터리의 용량을 선정하였으며, 부하의 전력을 고려하여 간단한 보호회로를 설계하였다. 그리고 지상검증용 전원시스템은 추력기의 밸브구동을 위한 추력기 밸브구동 전원장치, DC/DC 컨버터 전원 모듈, 모니터링 모듈, 그리고 위급상황에서 전원을 차단하기 위한 "Emergency STOP" 모듈로 구성되어 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.30-38
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• 1991

자동차의 제동장치, 조향장치, 자동 변속장치 등에 요구되는 큰 힘을 얻기 위하여 유압식 구동장치가 중량당 출력비가 높고 응답특성이 좋으며 과부하에 대한 방지기능이 간단하게 이루어 진다는 장점이 있기 때문이다. 본 고에서는 우리나라에서도 전자제어식 제동장치, 조향장치, 자동변속장치, 현가장치 등의 개발을 시도하고 있는 현 시점에서 기술축적이 가장 취약한 분야라고 볼 수 있는 자동차용 전기유압밸브의 기본적인 메카니즘에 대하여 종합적으로 소개하고자 한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 1993.10a
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• pp.510-515
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• 1993

본 연구에서는 저속에서도 시스템의 자세 제어가 용이하게 하기 위하여 추진기 뒤에 제어판이 위치하도록 설계하였으며, 일반 서보 시스템과는 달리 무게와 공간 제약이 크고, 제어판 운동에 따른 외란 등록성의 변화가 심하므로 push-pull 형태의 소형, 고출력 편로드 복동 복수 실린더의 작동기를 설계하였다. 또한 일반적으로 서보밸브와 작동기는 일체형으로 설계되나 본 시스템의 공간상 심한 제약으로 인하여 서보밸브와 작동기를 분리하는 방법으로 구조설계를 하고 그 사이 유로는 매니폴드식으로 하여 동력전달을 하였다. 설계된 구동장치를 실제 정밀제작하여 실험을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과와 실험에 의하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 설계의 타당성 및 시스템의 성능을 검증하였다. 고속 수중운동체에 대하여 저속에서 자세제어를 용이하게 하고, 제한된 좁은 설치공간의 문제점을 해결하기 위하여 1) 추진기 후미에 독립된 4개의 상, 하, 좌, 우 제어판 설치 2) 서보밸브는 몸체에, 작동기는 Tail Tube에 분리 작동 설계 3) 소형의 편로드 복동 복수 실린더로 설계 구성된 유압식 구동장치는 시뮬레이션과 실험 결과를 통하여 시스템의 타당성을 입증하였다. 그러므로, 개발한 구동장치는 저속에서도 큰 제어력으로 자세 제어가 용이하기 때문에 얕은 수심에서 발사시 예상되는 위험 요소를 상다ㅇ 개선 시키므로써 운용범위의 다양화를 가져 올것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.3
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• pp.74-80
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• 2006

This paper deals with the control and fault monitoring of a DDV hydraulic actuation system. A hydraulic servo system has a nonlinear dynamics of an orifice flow through a valve spool. A full nonlinear model for a DDV actuation system is driven, and linearized to a simple model which is convenient for a control loop and fault monitor design. A top level requirement on the performance and safety for the actuation system is introduced. A control system and fault monitoring structure which can meet these requirements are discussed. A simulation package for a DDV actuation system which has a triplex redundant structure is developed.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.929-932
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• 2011

We developed a valve actuator controller for thruster system. This thruster system has four actuators and the actuator use a BLDC motor. Controller was made based on system and control requirement. The controller is consist of power, control and Amp. The control module use a micro-controller which is TMS320F28335 of Texas Instruments. It works for digital PID control and CAN communication and system control. The amp module for three phase BLDC motor use IGBT.

• 기계와재료
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• v.21 no.3
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• pp.42-51
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• 2009

원자력/화력 발전소에서 사용중인 터빈출력제어장치(turbine power control device)는 유압 서보액추에이터(hydraulic servo actuator)로 구동하는 특수 스팀 밸브(steam valve)로서 터빈의 속도를 제어하고 스팀을 차단하는 기능이 있다. 대형 발전기(500~1000Mw)를 구동하여 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압터빈에 최적량의 스팀을 공급하여야 하고, 고속(화력 3600 rpm, 원자력 1800 rpm)으로 회전하는 터빈이나 스팀계통에 이상이 발생할 경우 터빈의 과속(over speed) 방지를 위하여, 즉시 터빈으로 공급되는 스팀을 차단하여 터빈을 보호해야 한다. 따라서 터빈의 속도제어와 계통의 스팀 량을 감시하여 차단하는 발전소의 특수 밸브의 신뢰성확보기술이 요구된다. 특히 원자력발전소의 경우 핵연료교환주기(약 24개월)에 밸브들을 정비 또는 교체하고 있어 이때마다 시스템과 매칭(튜닝)기술이 요구되었다. 본 연구에서는 전량 수입에 의존했던 원자력/화력 발전소의 특수 밸브인 터빈출력제어장치의 국산화 개발과 신뢰성확보기술 효과에 대하여 논하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.731-736
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• 2011

A pneumatic driving solenoid valve operates pneumatic control devices by opening/closing operating flow passage when the command is given by control system for the liquid-propellant feeding system of space launch vehicle. The simulation model of pneumatic driving solenoid valve is designed with AMESim to verify the designs and evaluate the dynamic characteristics and pneumatic behaviors of valve. To validate a valve simulation model, the simulation results of their operating durations of valve by AMESim analysis are compared with the results of experiments. In addition, the results of internal flow simulation with FLUENT are utilized to improve the accuracy of valve-modeling. Using the model, we analyze performance of valve; opening/closing pressure, operating time on various design factors; shape of control valve seat, drainage seat, rate of sealing diameter, volume of control cavity. This study will serve as one of reference guides to enhance the developmental efficiency of ventilation-relief valves with the various operating conditions, which shall be used in Korea Space Launch Vehicle-II.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.6
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• pp.613-619
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• 2016

A pneumatic control valve performs a major role in controlling the flow of a system or the level of a key tank in many power plants, and its performance should be guaranteed during the plant's lifetime. Its operation starts by supplying air to the pneumatic actuator or by exhausting the air from the actuator. To control the valve position, the amount of air supply or exhaust is adjusted by a control loop where various accessaries are equipped. In this paper, air leakage in the air supply line, changes in the valve packing force, and false adjustments of zero and the span of the positioner are simulated and analyzed using a 2-in pneumatic valve with a position control loop including an I/P converter and positioner, where the valve position is controlled within ${\pm}2%$ of the control pressure at 67% opening position.