• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.239-244
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• 2009

This paper suggests a precision positioning control technique of a precision positioning stage with coupling effects. The precision positioning stage is supported by four flexible spring hinges and driven by two piezoelectric actuators. The dynamic characteristics of the precision positioning stage is modeled and identified by the FEM analysis. The dynamic characteristics of the stage are also identified by the frequency domain modeling technique based on the experimental data. Reliability of two modeling methods is examined by comparing the numerically and experimentally produced responses of the stage. This paper proposes a sliding mode control technique with integrator to improve the tracking ability of the precision positioning stage to the complex input signal using. To demonstrate the effectiveness of the proposed modeling schemes and control algorithm, experiment validations are performed.

• 콘크리트학회지
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• 제3권3호
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• pp.121-128
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• 1991

시험체의 공지모드를 분석하여 대형 기계용 기초 콘크리트의 두께를 측정하였다. 시험체에 강철구 자유낙하에 의한 기계적인 충격을 가하여 진동을 발생시키고, 이 진동신호를 광대역 원추형 압전 탑촉자로 수신하였다. 수신된 진동신호를 FFT를 사용하여 주파수로부터 시험체의 두께를 결정하였다. 여러 층으로 이루어진 콘크리트 블록의 경우, 이 방법으로 결정된 값은 실제의 두께와 잘 일치하였다. 또한 이 방법은 두께 측정 뿐만 아니라 경계면의 접합 상태 파악에 활용될 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.270-277
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• 2021

강력초음파 분야에 있어서, 트랜스듀서의 고정을 위한 프렌지의 위치설정은 트랜스듀서의 변환효율에 큰 영향을 주는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 볼트 체결형 란주반 초음파 트랜스듀서의 공진모드에 따른 프렌지의 설치 위치를 결정하기 위한 실험적 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 반원형 쐐기 형태의 지그를 제작하여 트랜스듀서의 측면을 따라 이동하며 지그에 일정한 압력을 가한 후 트랜스듀서의 진동특성을 분석하였다. 압력을 가하는 위치에 따른 트랜스듀서의 입력 어드미턴스의 변화를 분석하여 프렌지의 최적의 위치를 결정할 수 있었다. 이 위치들은 메이슨 등가회로를 적용하여 계산한 공진 주파수 및 전송선로 모델 해석으로부터 계산한 각 공진 모드에 대한 입자속도 분포로부터 예측한 진동 모드의 절의 위치와 좋은 대응을 보이고 있어 본 연구에서 제안된 방법의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1456-1457
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• 2008

본 논문에서는 박막 PZT(Pb(Zr,Ti)O3)를 이용한 d33모드의 자가 발전 소자를 설계 및 제작 하였다. 자가 발전 소자는 진동 에너지를 압전 현상을 통해 전기 에너지로 변환하는 소자로서, 제안한 구조는 단일 외팔보가 아닌 20개 이상의 외팔보를 원형으로 집적한 구조를 갖기 때문에, 기존의 단일 외팔보 위주의 자가발전 소자보다 출력 전력이 우수하다. 자가 발전 소자의 성능 최적화를 위해 유한요소기법(FEM)을 통해 기계적 특성을 분석하였으며, 마이크로 머시닝 기법을 이용하여 초박형의 자가 발전 소자를 제작할 수 있었다. 제작된 자가발전 소자는 $1.2mm\times1.2mm\times0.5mm$ (높이)의 크기를 갖는다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.855-860
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• 1998

This paper presents a new structure for a piezoelectric transformer, operating in thickness extensional vibration mode. Modified $PbTiO_3$ family ceramics were used for the piezoelectric transformer, because it was a material with large anisotropy between elecromechanical coupling factors $K_t$ and $K_p$ . The size of piezoelectric transformer was 20mn long, 20mm wide and 3.1mm thick. The second harmonic resonant frequency of thickness extensional vibration mode was 0.72MHz at loading resistance 100[$\omega$], And Voltage gin of piezoelectric ceramics showed 0.53 at resonant frequency of sencond thickness extensional vibration mode.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.47-51
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• 2015

본 논문에서는 복합재 구조물에 손상이 있을 경우, 손상에 의해 변화된 구조물의 동적특성을 손상이 없는 상태로 회복하여, 전체 시스템의 안정성을 유지할 수 있도록 하였다. 층간 분리가 있는 구조물의 유한요소모델 구축을 위하여 향상된 층간 변위장 모델을 적용하였으며, 유한요소해석을 진행하여 구조물의 고유 진동수와 모드 형상을 관찰하였다. 능동제어 알고리즘과 압전 작동기를 적용하여 구조물의 진동 응답특성을 확인하였으며, 이를 바탕으로 손상된 구조물의 동적특성을 손상이 없는 상태로 회복할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권11호
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• pp.206-212
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• 2000

This paper presents a hybrid actuator scheme to actively control the end-point position and vibration of a two-link flexible robot arm. Control scheme consists of four different actuators; two servo-motors at the hubs and two piezoceramics bonded to the surfaces of the flexible links. Two sliding hyperplanes are designed for two servo-motors which have time varying parameters to maintain control performance in any configuration. The surface gradients of the hyperplanes are determined by pole assignment technique to guarantee the stability on the hyperplanes themselves. During the motion, undesirable oscillations caused by the torques based on the rigid link dynamics are actively suppressed by applying feedback control voltages to the piezoceramic actuators. Consequently, desired tip motion is achieved. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed methodology, experiments are performed for the regulating and tracking control problems.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권10호
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• pp.976-982
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• 2010

This paper proposes a novel type of pressure control mechanism which can apply to vehicle ABS (anti-lock braking system) utilizing the piezoactuator based valve system associated with the pressure modulator. As a first step, a flapper-nozzle of a pneumatic valve system is devised by integrating the piezoacuator to the flexible beam structure. The dynamic modeling of the valve system is then undertaken and subsequently the governing equation of pressure control is derived considering the pressure modulator. A sliding mode controller is designed in order to achieve accurate pressure tracking control in the presence of actuator uncertainty as well as input pressure variation. It is shown through computer simulation that an accurate pressure tracking for sinusoidal motion whose magnitude is 40 bar is achieved by utilizing the proposed pressure control mechanism.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.460-469
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• 2010

This paper presents the analysis of a time reversal process for $A_0$ Lamb wave mode($A_0$ mode) on a rectangular plate. The dispersion characteristic equation of the $A_0$ mode is approximated using the Timoshenko beam theory. A virtual sensor array model is developed to consider the effects of reflections occurring on the plate boundary on the time reversal process. The time reversal process is formulated in the frequency domain using the virtual sensor array model. The reconstructed signal is obtained in the time domain through an inverse fast Fourier transform. The validity of the proposed method is demonstrated through the comparison to the numerical simulation results computed by the finite element analysis.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권8호
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• pp.735-741
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• 2015

Piezoelectric materials are well-utilized for transforming mechanical vibrations into electrical energy that can be stored and used to power a diversity of devices. In this work, these materials have been studied to improve the efficiency of a piezoelectric system, whereby the shape and vibration mode of a piezoelectric module was changed. The basic shape of the piezoelectric module used in this work comprises a width of 10 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 0.2 mm. The structural design of the piezoelectric module is optimized using a Taguchi method to increase the corresponding electrical-energy generation. The maximum terminal voltage was defined as a characteristic value to evaluate the optimal design parameters. Through this work, we propose an optimal structure with an eccentric and centric mass; furthermore, the voltage increase of approximately 26% was obtained by comparing a general plate-vibrating piezosystem with an optimal plate-vibrating piezosystem.