사장교의 지진응답 제어를 위한 퍼지관리제어기법에 대하여 연구하였다. 제시하는 방법은 복합제어방법의 하나로서, 여러 개의 최적제어기로 이루어진 하부제어기와 퍼지관리자로 구성되는 계층적인 구조를 가진다. 하위제어기들은 사장교의 주요 지진응답들을 저감시키도록 각각 독립적으로 설계되며, 퍼지관리자는 설계된 하위제어기들의 참여율을 조절함으로써 향상된 제진성능을 확보한다. 이는 하위제어기의 정적 제어이득을 퍼지추론과정에 기반하여 실시간으로 변화하는 동적 제어이득으로 변화함으로써 이루어진다. 제안하는 방법으리 적용성을 평가하기 위하여 Dyke 등이 제안한 사장교의 벤치마크 제어문제를 설계 예로 고려하였으며, 사장교 지진응답제어를 위한 제어변수로는 주탑하부의 전단력과 휨모멘트, 주탑상부의 수평변위 및 테크 주탑간 상대변위, 그리고 케이블의 장력을 선정하였다. 벤치마크 사장교에 대하여 제안한 퍼지관리제어기 및 최적제어이론에 기반한 LQG 제어기의 제어성능 비교로부터 제시하는 기법의 효율성을 검증하였다.
일반적으로 시설원예용 환경제어장치란 온실 내부 환경을 작물생육에 적합한 환경으로 조성시키기 위하여 원예시설에 부착된 환기창이나 냉난방장치, $CO_2$발생기, 양액제어장치 등을 통해 온도, 습도, $CO_2$, EC, pH 등의 각종 환경을 인위적으로 조절해 주는 장치라고 할 수 있다. 이러한 장치는 수동스위치 조작에서부터 전자제어, 컴퓨터에 의한 복합환경제어에 이르기까지 매우 다양한 제품이 생산 판매되고 있지만, 상호 제품간 호환성이 없으며, 성능에도 차이가 나는 것을 볼 수 있다. (중략)
애니매트로닉스(animatronics) 기술은 CG(Computer Graphic)기술, 특수효과, 특수 장치의 결합을 통해 영상표현의 다양한 가능성의 제시와 함께 시각적인 이미지의 완성도를 높일 수 있는 중요한 요소기술이라 할 수 있다. 본 논문에서는 개와 곰과 같은 4족형 동물 애니매트로닉스 모형의 복합제어를 위해 지그비기반의 무선 송수신 제어기와 통신 프로그램을 설계하여 구현하였다. 지그비 프로토콜을 이용한 무선제어는 블루투스보다 전력소모가 적고 데이터 전송의 신뢰성이 좋다는 장점을 가진다. 구현된 송수신 제어기와 프로그램은 노말 제어기능과 메모리 기능을 갖는 반복재생 기능을 탑재하고 있다. 최종적으로 구현된 시스템을 애니매트로닉스 모형에 적용하여 무선 환경에서 기능과 동작성 테스팅을 완료하였다.
반도체 공정 등에서 10-6~10-8 Torr의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2, 500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 10,000 rpm까지의 기본성능시험을 수행하였다.
원격 조작기는 같은 일을 반복적으로 수행하지 않는다는 점에서 산업용 로봇과는 구별된다. 같은 작업을 연속적으로 수행한다는 점에서 산업용 로봇은 실시간용 로봇과 구별된다고 할 수 있다. 그런데 로봇의 제어용 프로세싱 방법은 여러 거지 요인들이 복합되어 하나의 출력으로 양상된다. 본 논문에서는 원격 제어기의 모델링 오차를 입력 요인으로 힘, 위치, 운동량이 문제가 되었을 경우에 이를 계층적으로 방식으로 대안을 제시하고 이를 해결하는 방식을 다속성 가치 평가 방식으로 평가하였을 경우에 나오는 출력 방식을 PID 출력 방식과 비교하여 평가함으로서 유효함을 들어 실시간을 제어방식으로 계층적 제어방식이 적절하게 사용될 수 있음을 증명한다.
본 논문에서는 사물인터넷을 증착 순서 공정에 적용하여 증착 공정을 진행하는 과정의 제어에 온도제어기, 압력제어기, 가스제어기, 입출력 제어기 등 네 가지 종류를 대체하여 개선된 순서제어에 따른 부하균등을 해석하였다. 먼저 증착 설비에서 사물인터넷의 적용 전과 후의 시퀀스 절차를 통해 각각의 기능을 갖는 온도제어기, 압력제어기, 가스제어기, 입출력 제어기로 제어에 필요한 데이터를 전송받아서 개선된 시퀀스 순서대로 실행을 비교하여 순서과정을 제안하였다. 또한, 증착 공정에서 사물인터넷의 도입 전과 후를 비교하면서 증착 공정의 시퀀스 다이어그램을 작성하여 증착과정의 센싱 영역에 대한 부하 균등을 수행하였다. 이를 위해 각 센서입출력을 랜덤 프로세스와 버스트 프로세스 도착으로 모델링하고 CPU 부하와 메모리 부하를 수행한 결과를 도출하였다. 결과적으로 증착설비의 증착 공정에 장비제어기에서 수행하던 일부 기능을 사물인터넷에서 수행함으로써 장비제어기의 부하 균등 조절로 부하를 감소시키고 순서제어의 감소로 신뢰성은 높아지는 결과를 확인하였다. 본 논문을 통해 확인한 바와 같이, 사물인터넷을 증착 공정에 적용하면 설비의 확장 시에도 장비제어기의 부하를 최소화 함으로써 설비의 안정성을 향상시킬 수 있을 것을 것으로 기대된다.
The present paper describes the vibration control experiment of composite plates with bonded piezoelectric sensor and actuator. The system is modeled as two degree-of-freedom system using modal coordinates and the system parameters are obtained from vibration tests. Kalman filter is adopted for extracting modal coordinates from sensor signal, and control algorithms applied to the system are Linear Quadratic Gaussian(LQG) control, Bang-Bang Control (BBC), Negative Velocity Feedback(NVF), Proportional Derivative Control(PDC). From observation of the spillover and control perfomance, it is concluded that a higher order control algorithm such as LQG rather than BBG, NVF, PDC is suitable for efficient simultaneous control of both bending and twisting modes of composite plates.
The flexural vibration of laminated composite beams with active and passive constrained layer damping has been investigated to design a structure with maximum possible damping capacity. The equations of motion are derived fro flexural vibrations of symmetrical,. multi-layer laminated beams. The damping ratio and model damping of the first bending mode are calculated by means of iterative complex eigensolution method. The direct negative velocity feedback control is used for the active constrained layer damping. It is shown that the flexible laminated beam is more effective in the vibration control for both active and passive constrained layer damping. and this paper addresses a design strategy of laminated composite under flexural vibrations with constrained layer damping.
In this work, active control algorithm is adopted to reduce delamination effects of the damaged composite structure and control performance with MFC actuator is numerically evaluated. Finite element model for the damaged composite structure with piezoelectric actuator is established based on improved layerwise theory. In order to achieve high control performance, MFC actuator, which has increased actuating force, is considered as a piezoelectric actuator. Mode shapes and corresponding natural frequencies for the damaged smart composite structure are studied. After design and implementation of active controller, dynamic characteristics of the damaged smart composite structure are investigated.
Active control of flexural vibrations of smart laminated composite beams has been carried out using piezoceramic sensor/actuator and viscoelastic material. The beams with passive constrained layer damping hale been analyzed by formulating the equations of motion through the use of extended Hamilton's principle. The dynamic characteristics such as damping ratio and modal damping of the beam are calculated for various fiber orientations by means of iterative complex eigensolution method. This paper addresses a design strategy of laminated composite under flexural vibrations to design structure with maximum possible damping capacity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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