• 한국항공우주학회지
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• 제32권4호
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• pp.18-23
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• 2004

본 논문에서는 고 전압, 고 응력 하에 있는 압전 재료의 재료 비선형 거동을 실험적으로 밝히고, 수치적으로 모사하였다. 응력 하에서, 압전 재료의 비선형 거동을 표현 할 수 있는 실험식을 압전 변형율에서 만들어 내었다. 그 식은 재료 비선형 해석을 위하여, 증분 형태의 유한요소 식에 적용되었다. 압전 상수에 대한 새로운 정의와 증분 형태로 표현된 압전 변형율이 보다 나은 비선형 거동의 복원을 위하여 유한 요소 정식화과정에 적용되었다. 이것으로, 높은 전기장 영역에서도, 박판형 압전 재료의 비선형 거동을 정확하게 복원하였다. 일련의 수행된 실험과 연구 과정의 검증을 위하여, 압전재료 바이모프 보 작동기가 수치적으로와 실험적으로 사용되었다. 재료 비선형 유한요소해석으로 예측된 변위와 실험으로 구해진 변위가 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.48-60
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• 1996

이 논문은 실감나는 컴퓨터 그래픽 애니매이션을 하기위한 새로운 방법을 제시하는데, 이것은 forward dynamic simulation 과 비선형 방정식 해법을 사용한 것이다. 이 방법을 사용하여 시뮬래이션할 경우, 물리학적 기하학적 기구학적 제약을 쉽게 만족시킬 수 있다. 이러한 forward dynamic simulation 기법은 특히 비 자발적인 동작에 대하여 아주 실감나는 동작을 제공한다. 이러한 시뮬래이션 기법에 비선형 방정식 해법을 사용하여 컴퓨터 그래픽 애니매이션 기법을 만든다. 기본적인 방법은 동작 제어 기능을 추가하여 사용자가 애니매이션 하고자 하는 목적을 만족 시키는 것인데, 비선형 함수의 문제로 변환하여 최적값만 찾으면 되는 것이다. 이러한 forward dynamic simulation 을 사용한 애니매이션을 작동기를 가진 경우와, 작동기를 가지지 않은 경우로 나누어 두개의 제어방법을 제시하는데, 특히 선형 작동기(근육)를 가진 경우에 대하여 보다 현실에 가까운 제어법을 제시한다. 이상의 두 동작 제어에 관한 예를 "마술주사위" 와 "사람의 일어섬" 예로 보여준다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.36-43
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• 2002

압전적층판의 비선형 열압전탄성 거동에서의 스냅-스루 현상을 뉴튼-랩슨기법에 호길이법을 적용하여 수치적으로 규명하였다. 층별변위장이론과 von Karman 변형률-변위 관계식을 적용하여 열압전탄성 복합적층 평판에 대한 비선형 유한요소정식화를 수행하였다. 다양한 압전 작동모드에 따라 대칭 및 편심된 구조모델에 대하여 정적 및 동적 관점에서 비선형 열압전탄성 거동과 진동특성을 연구하였다. 본 연구에서는 압전 작동기를 사용하여 유연한 열적 구조물들의 성능을 향상시킬 수 있는 가능성과 새로운 현상학적인 발견인 열압전탄성 스냅핑 거동이 좌굴된 압전탄성 복합적층 평판에서 과도한 압전작동력이 작용하는 경우에 발생할 수 있음을 제시하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권4호
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• pp.54-60
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• 2002

본 연구는 슬라이딩 모드개념을 이용한 비선형 견실 상태 추정기의 선박 위치제어시스템에 대한 적용에 관한 연구이다. 개발된 상태추정기는 제어기 설계에 필요한 동적 모델에 있어서 고려되지 않은 비선형성과 불확실성 및 외란이 존재하더라도 견실히 상태추정을 수행할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 선박의 속도 및 유체력으로 인한 외란의 추정이 가능하며, 파랑으로 인한 고주파 운동응답을 여과시킴으로 불필요한 작동기의 동작과 과도한 연료손실을 방지할 수 있다. 특히 상태 추정기에 불연속 함수를 도입함으로 비선형성, 외란 및 불확실성에 대해 강인한 특성을 가지고 있다. 제안된 상태추정기에 기초하여 Observer backstepping 방법을 이용한 위치 제어기가 설계되었으며, 제어시스템의 안정성을 Lyapunov 법을 이용하여 검증하였다. 일련의 수치 시뮬레이션을 수행함으로서 제안된 상태추정기 및 제어기의 선박위치제어시스템으로서의 성능을 예증하였다.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.47-51
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• 2014

본 논문은 기존의 유/공압 및 전기식 모터를 대체할 수 있는 경량, 고성능 지능소자 구동기를 설계/제작하고 이를 소형 무인비행체의 조종익 시스템에 적용 가능성을 연구한 것이다. 또한 압전 복합재료 작동기에 대한 성능평가를 수행하였으며, 유니모프 및 바이모프 형태의 작동기를 제작하여 각각의 작동 특성을 확인하였다. 이와 같은 성능시험 평과 결과를 통해 바이모프 형태의 작동기가 하중 유무와 무관하게 선형적인 받음각 변화를 가짐을 알 수 있었다. 이러한 지능소자 구동 시스템은 소형 로봇, 유도무기 및 MAV, UAV의 조종익 제어 시스템으로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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• pp.371-375
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• 2001

The concept of a new linear motor that uses piezo-stack actuator is demonstrated. The working principle is far different from the conventional inchworm motor. This motor is based on the self-moving cell concept. The linear motor has three cells and each cell is constructed with one piezo-stack actuator and a shell structure. A cell train is constructed by connecting these cells and the cell train is fitted into a guide way with a proper interference. The cell train moves along the guide way, by activating each cell in succession. The moving motion of the motor is tested. Since this linear motor uses piezo-stack actuator with unified clamping cell, it can produce fast speed, high resolution and large push force.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.44-52
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• 2003

형상기억합금은 스마트 구조물에서 작동기로 널리 쓰인다. 형상기억합금은 초기변위를 부고 열을 가하게 되면 단위 부피당 큰 회복력과 변위를 발생한다. 형상기억합금의 이론 특성은 인공근육, 작동기, 소음 및 진동감쇠, 형상의 변형 제어 등에 응용될 수 있다. 본 논문에서는 형상기억합금의 3차원 비선형 구성방정식을 이용하여 재료의 거동특성을 해석하고, 형상기억합금이 부착된 스마트구조로 응용될 수 있는 공기 흡입 덕트, 항공기 및 잠수함 동체 등의 구조를 압력이 존재하는 원형 및 복원을 해석하였다. 수치해석결과, 형상기억합금 엑츄에이터가 내압 하에서 작동하자 단면은 변형전의 모습(낮은 응력상태)으로 회복되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권6호
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• pp.531-536
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• 2007

비선형 시스템의 제어를 위해서 일반적으로 사용하는 하나의 동작점에서 얻은 선형모델에 기초한 제어기는 여러 가지 선형제어기법을 응용할 수 있다는 장점이 있지만 파라미터 변동에 대해 적절히 대처하지 못하는 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 제어대상의 시스템 파라미터가 변동하는 경우에도 제어기가 적응적으로 작동하기 위한 방법으로 보간-LQ 제어기법을 제안한다. 보간-LQ 제어기는 다수개의 서브-LQ 제어기를 설계하고, 이들의 이득을 다시 보간하는 방법을 사용하기 때문에 파라미터 변동에 따라 제어기의 이득이 지속적으로 조정되는 제어기이다. 제안한 방법은 파라미터 변동이 존재하는 컨테이너 크레인 시스템에 적용하여 유효성을 살펴본다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.226-230
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• 2005

본 논문에서는 MWCNT 분산도가 증가된 새로운 전도성 형상 기억 폴리우레탄을 연구하였고 전기적 특성을 검출하기 위한 실험과 작동 성능을 측정하기 위한 실험들을 수행하였다. 전이온도 이하 범위에서의 온도변화에 따른 저항변화는 거의 없었으며, 시편이 100% 신장됨에 따라 저항값도 100% 증가하였다 (비저항 300% 증가). 작동변위는 페이로드가 증가함에 따라 선형적으로 줄어들었다. 그리고, CSMPU 작동기의 보다 세부적인 특성 및 성능을 알기 위해서는 더 많은 연구와 실험이 필요하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.45-52
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• 2006

압전재료를 사용한 복합재료 패널의 플러터 억제 방법으로서 비선형 모델을 기반으로 하는 비선형 제어기법 중의 하나인 궤환 선형화에 의한 제어방법을 소개하였다. 기존의 패널 플러터 제어기에 대한 대부분의 연구들은 선형모델을 기반으로 설계된 선형2차제어기(LQR: Linear Quadratic Regulator)였음에 비해, 본 연구에서 제안한 비선형제어기는 시스템이 갖고 있는 비선형 특성들을 모두 고려해서 설계하였다. 압전 작동기로서는 PZT를 사용하였다. 가상변위의 원리와 4절점 사각형 요소를 사용하여 이산화된 비선형 운동방정식을 유도하였으며 제어기 설계를 위해 모달 변환을 통해 상태공간에서의 비선형 연계-모달 방정식으로 변환하였다. 본 논문에서 제안한 비선형 제어기에 의한 제어 결과와 선형모델을 기반으로 한 LQR 제어결과를 Newmark 수치적분법을 통해 시간영역에서 비교하였다.