• 대한기계학회논문집A
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• 제21권8호
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• pp.1229-1240
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• 1997

The purpose of this study is to build up control scheme that promptly control pressure in a hydraulic cylinder having comparatively small control volume, using a PCV (proportional control valve) and a digital computer. Object pressure control system has the character to be unstable easily, because the displacement-flow gain of the PCV is too large considering the small volume of the hydraulic cylinder and the time delay of response of the PCV is comparatively long. Considering the above-mentioned characteristics of the object pressure control system, in this study, control system is designed with two degree of freedom control scheme that is composed by adding a feed-forward control path to I-PDD$^{2}$ control system, and a reference model is used on the decision of control parameters. And through some experiments on the control system with FF-I-PDD$^{2}$ controller, the validity of this control method has been confirmed.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.349-359
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• 2022

본 연구는 자동 조향 트랙터용 비례제어밸브의 국산화를 위한 기초연구로써 다양한 트랙터 조향 조건에 따른 조향 비례제어밸브 동특성 계측 및 분석을 위해 수행되었다. 동특성 데이터는 유량 및 압력 계측 시스템을 통해 수집되었으며, 수집된 유량 및 압력 데이터를 이용하여 동력을 분석하였다. 실험 조건은 트랙터 엔진 회전속도와 조향각을 주요 변수로 선정하였으며, 실험은 우레탄 노면 조건에서 수행되었다. 그 결과, 트랙터 엔진 회전속도 및 조향각이 증가함에 따라 비례제어밸브 유량, 압력, 동력이 모두 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 동일한 엔진회전속도에서 조향각이 증가함에 따라, 유량, 압력, 동력은 각각 최대 190%, 172%, 273% 증가하는 경향을 보였으며, 동일한 조향각에서 엔진회전속도가 증가함에 따라, 유량, 압력, 동력은 각각 최대 161%, 122%, 168% 증가하는 경향을 보였다. 이를 통해, 조향각이 엔진 회전속도보다 비례제어밸브의 동특성에 더 높은 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.19-19
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• 2017

자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제20권3호
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• pp.110-120
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• 1996

The purpose of this study is to build up the control scheme that promptly controls the pressure in a hydraulic cylinder having small control volume, using a PCV(proportional control valve) and a digital computer. Object pressure control system has the character to be unstable easily, because the displacement-flow gain of the PCV is so large considering comparatively small volume of the hydraulic cylinder and the time delay of response of PCV is long. Considering the above-mentioned characteristics of the object pressure control system, in this study, a control system is designed with two degree of freedom scheme that is composed by adding a feed-forward control path to I-PD control system, and the reference model is used to decide control parameters. And through some experiments on FF-I-PD, the validity of this control method is confirmed.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제18권4호
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• pp.1-8
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• 2021

An electro proportional pressure control valve is mainly used to control the clutch of an agricultural tractor's automatic transmission. During transmission, the operating, hydraulic oil is mix with many kinds of contaminants. The contaminants can be trapped between the valve body and spool of the proportional pressure control valve leading to abnormal operating conditions and finally critical damage to the transmission hydraulic system. The present study aimed to verify the valve control algorithm as a basic study of developing control logic that removes contaminants between the spool and the body of the proportional pressure control valve. To develop the algorithm, MATLAB/SIMULINK was used. PWM method was used to control the applied solenoid coil current. The effectiveness of the algorithm was verified by comparing the actual pressure of the normal valve with the actual pressure of the abnormal valve. Based on the present study findings, when the algorithm was applied, the response of the valve pressure according to the current became stable and oil contaminated particles were removed. In the future study, the control algorithm will be optimized for the stability of the proportional pressure reducing valve, and it will be verified in consideration with the driving of the clutch.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.160-170
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• 2006

If hydraulic pump controlled by mechanical type regulator has more than one control function, the construction of regulator will be very complicated and control performance falls drastically. It is difficult to have more than one control function for hydraulic pump controlled by electronic type hydraulic valve due to the inconsistency of controllers. This paper proposes a multi-function control technique which controls continuously flow, pressure and power by using EPPR(Electronic Proportional Pressure Reducing) valve in swash plate type axial piston pump. Nonlinear mathematical model is developed from the continuity equation for the pressurized control volume and the torque balance for the swash plate motion. To simplify the model we make the linear state equation by differentiating the nonlinear model. A reaction spring is installed in servo cylinder to secure the stability of the control system. We analyze the stability and disturbance by using the state variable model. Finally, we review the control performances of flow, pressure and power by tests using PID controller.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권3호
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• pp.9-19
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• 2024

Many modern hydraulic excavators now use EPPRVs (Electronic Proportional Pressure Reducing Valves) in their pilot systems to control the spool displacement of the main hydraulic system. However, the performance of these systems is often limited by factors such as magnetic hysteresis, mechanical wear, and transient responses influenced by operating conditions and component installation. This paper presents a pressure feedback controller for excavator pilot systems that utilize EPPRVs. This controller significantly reduces steady-state pressure control errors and mitigates the hysteresis effects commonly seen in traditional open-loop systems. To achieve this, we integrated EPPRVs with the main hydraulic valve and injected a chirp signal into the solenoid current. By doing so, we were able to measure the frequency response of the pilot system across different operating pressures and estimate the system dynamics model. Using these models, we designed a set of PI pressure feedback controllers that are guaranteed to be stable. These controllers were then integrated with a gain scheduler based on a lookup table. Experimental results demonstrate that when the developed pressure feedback controller is incorporated into the conventional open-loop controller, it effectively reduces steady-state pressure control errors and mitigates hysteresis.