• Title/Summary/Keyword: 압전필름 작동기

검색결과 9건 처리시간 0.024초

전기유동유체와 압전필름 액튜에이터를 이용한 지능구조물의 진동제어 (Vibration Control of Intelligent Structures via ER Fluids and Piezoelectric Film Actuators)

  • 박용군;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
    • /
    • pp.249-253
    • /
    • 1995
  • 본 연구에서는 잠재적 응용성이 큰 ER유체와 압전필름을 액튜에이터로 하는 하이브리드형 지능구조물을 제안한 후 능동 진동제어를 실시하였다. 먼저 중공(hollow)의 샌드위치 형태 복합재료(glass/epoxy)보에 ER유체와 압전필름을 각각 삽입과 접착을 하여 하이브리드형 지능구조물을 제작하였다. 그리고 각 매체의 액튜에이팅 특성을 고려하여, ER유체 액튜에이터(ERFA)는 전장부하 함수로 도출되는 구조물의 주파수응답을 특징으로 하였고, 압전필름 액튜에이터(PFA)는 신경 슬라이딩 모드 제어기 (neuro sliding mode controller : NSC)를 적용하였다. 이 두 액튜에이터가 동시에 작동하는 능동 진동제어계를 실험적으로 구현한 후 과도응답과 강제 응답에 대한 진동제어 성능을 단일 액튜에이터 작동시와 비교 고찰하여 제시된 하이브리드 액튜에이팅의 효과를 입증하였다.

  • PDF

슬라이딩모드와 압전필름 작동기를 이용한 단일링크 유연 머니퓰레이터의 강건위치제어 (Robust Position Control of a Single-Link Flexible Manipulator Using Sliding Mode and Piezofilm Actuator)

  • 최승복
    • 대한기계학회논문집
    • /
    • 제19권6호
    • /
    • pp.1371-1381
    • /
    • 1995
  • A novel hybrid control scheme to actively control the endpoint position of a very flexible single-link manipulator is proposed. The control scheme consists of a motor mounted at the beam hub and a piezofilm actuator bonded to the surface of the flexible link. The control torque of the motor to produce a desired motion is firstly determined by employing the sliding mode control theory on the equation of motion of the rigid link having the same mass as that of the proposed flexible link. The torque is then applied to the flexible manipulator in order to activate the commanded motion. During the motion, undesirable oscillation is actively suppressed by applying a feedback control voltage to the piezofilm actuator. Consequently, the imposed desired position is accomplished. In order to demonstrate high control performances accrued from the proposed method, computer simulations are undertaken by treating both regulating and tracking control problems.

압전필름 작동기로 구성된 스마트 유연 구조물의 강건추적제어 (Robust Tracking Control of Smart Flexible Structures Featuring Piezofilm Actuators)

  • 이철희;최승복
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제20권5호
    • /
    • pp.1498-1507
    • /
    • 1996
  • This paper presents a robust control of a smart flexible structure featured by a piezofilm actuator characterizing its light weght and quick response time. A mathematical governing equation for the proposed structure is derived by employing Hamilton's principle and a state space control model is subsequentrly obtained through modal analysis. Uncertain system parameters such as frequency variation are included in the control model. A sliding mode control theroy thich has inherent robustness to systme uncertainties is adopted to design a tracking controller for the peizofilm actuator. Using the output informaiton from the tip deflection sensor, a full-order observer is constructed ot estimate state variables for the system. Tracking performances for desired trajectories of sinusoidal amd step functions are evaluated by undertaking both simulation and experimental works.

열린 박스 구조물에 대한 적응형 PPF 제어

  • 정환수;윤영동;신윤덕;기창두
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
    • /
    • pp.109-109
    • /
    • 2004
  • 구조물에 있어서 진동은 소음을 유발하며 구조물을 불안정하게 만드는 요인이 된다. 특히, 저주파 진동은 구조물에 미치는 영향이 크므로, 유연구조물의 저주파 진동모드들을 우선적으로 제어할 필요가 있다. 본 논문에서는 압전세라믹을 작동기로, 압전필름을 감지기로 사용하였고, 능동 제어 알고리즘의 하나인 적응형 디지털 PPF(Positive Position Feedback) 제어기를 구성하여 유연 외팔 평판과 열린 박스 구조물에서 저주파 진동을 감소시켰다.(중략)

  • PDF

초소형 날갯짓 비행운동을 위한 복합재료 힌지 메커니즘 제작 (Fabrication of composite hinge mechanism for flapping-wing motion of micro air vehicle)

  • 강래형;장희숙;임주영;한재흥
    • Composites Research
    • /
    • 제22권6호
    • /
    • pp.7-12
    • /
    • 2009
  • 본 연구는 압전 작동기 기반 초소형 날갯짓 비행체의 날갯짓 운동을 위해, 압전 작동기의 펌핑 운동을 효과적으로 날갯짓 운동으로 변환하는 힌지 메커니즘 제작 기법에 대해 다루었다. 경량화를 위해 탄소섬유/에폭시(Graphite/Epoxy) 프리프레그를 사용하고, 반복적인 제작이 용이하도록 레이저 절단기를 활용하였으며, 힌지부는 얇은 캡톤 필름을 이용해 컴플라이언트(compliant) 메커니즘으로 구성하였다. 제작된 힌지 메커니즘을 압전 유니모프 작동기 PUMPS에 연결하여 동작시켜 본결과, 300V 170Hz 인가 전압에서 $173^{\circ}$의 큰 날갯짓 각을 가짐을 확인하였다.

분포형 압전필름 감지기와 압전세라믹 작동기를 이용한 보의 진동 제어 (Vibration Control of Beam using Distributed PVDF Sensor and PZT Actuator)

  • 유정규;박근영;김승조
    • 소음진동
    • /
    • 제7권6호
    • /
    • pp.967-974
    • /
    • 1997
  • Distributed piezoeletric sensor and actuator have been designed for efficient vibration control of a cantilevered beam. Both PZT and PVDF have been used in this study, the former as an actuator and the latter as a sensor for the integrated structure. We have optimized the position and the size of the PZT actuator and the electrode shape of the PVDF sensor. Finite element method is used to model the structure and the optimized actuators, we have designed the active electrode width of the PVDF sensor along the span of the beam. Actuator design is based on the criterion of minimizing the system energy in the control modes under a given initial condition. Model control forces for the residual (uncontrolled) modes have been minimized during the sensor design to minimize the observation spill-over. Genetic algorithm and sequential quadratic programming technique have been utilized as an optimization scheme. Discrete LQG control law has been applied to the integrated structure for real time vibration control. Performance of the sensor, the actuator, and the integrated smart structure has been demonstrated by experiments.

  • PDF

이산시간 슬라이딩 모드 제어를 이용한 유연 구조물의 진동제어 (Vibration Control of Flexible Structures via Discrete-Time Sliding Mode Control)

  • 김명석;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
    • /
    • pp.246-251
    • /
    • 1995
  • 유연구조물의 진동제어를 위해 압전필름 작동기를 사용하였고 이와 연계하 여 샘플링 과정을 고려한 DSMC를 구성하였다. 변수변화 및 외란의 경계치 를 알고 있다는 가정하에 시스템을 이산화시킨 후 제어기를 설계하였다. 일 반적으로 연속시간 시스템의 이산화 과정에서 정합조건의 가정이 보장되지 않기 때문에 제어기 설계시 이를 배제하였다. 이산시간 리아푸노프 이론을 근거로 DSMC의 존재성을 도출하였고, 이것에 기초하여 슬라이딩 모드가 발생되도록 불연속제어기를 설계하였다. 이때, 불연속게인을 상수로 하지 않고 RP의 위치에 따라 계속 새롭게 수정함으로써 슬라이딩 영역을 최소화 하였다. 그리고 기존의 DSMC 기법상에서 발생되는 슬라이딩 영역의 문제를 .betha. 등가제어기를 이용하는 이원화 방법으로 극복하였으며, 컴퓨터 시뮬 레이션을 통하여 제안된 기법의 설계 효율성 및 제어기의 강건성을 입증하였다. 향후, 제안된 기법에 대한 실험적 고찰 및 중요 제어인자에 대한 연구가 계속적으로 수행될 예정이다.

  • PDF

복합재료 평판과 압전필름 작동기를 이용한 저음용 평판 스피커 설계 (Design of Loudspeaker using Composite Plate and Piezofilm Actuator)

  • 황준석;김승조
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
    • /
    • pp.124-129
    • /
    • 1999
  • In this study, a design method for the flat sound radiator is developed to make new sound radiator system, whose shape is much thinner than that of conventional loudspeaker. Piezofilm (PVDF) is used as actuators of flat sound radiator. To avoid the distortion of sound radiated from flat sound radiator, the frequency response of radiated sound to be flat is taken as the design objective. The electrode pattern and orientation angle of piezofilm actuator is optimized to satisfy the design objective. The formulation is based on the coupled finite element and boundary element method. Genetic algorithm is used in the optimization process, which is useful in the optimization of discrete design variables. Frequency response with optimized piezofilm actuator is made flat enough to satify the design objective. For the enhancement of sound power, double-layered piezofilm actuators are also considered. The sound power with double-layered actuator becomes larger than that with single-layered actuator as expected.

  • PDF

분포형 압전 필름 감지기와 압전 세라믹 작동기를 이용한 보의 진동 제어 (Vibration Control of Beam using Distributed PVDF sensor and PZT actuator)

  • 박근영;유정규;김승조
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
    • /
    • pp.413-417
    • /
    • 1997
  • Distributed piezoelectric sensor and actuator have been designed for efficient vibration control of a cantilevered beam. Both PZT and PVDF are used in this study, the former as an actuator and the latter as a sensor for our integrated structure. For the PZT actuator, the position and size have been optimized. Optimal electrode shape of the PVDF sensor has been determined. For multi-mode vibration control, we have used two PZT actuators and a PVDF sensor. Electrode shading of PVDF is more powerful for modal force adjustment than the sizing and positioning of PZT. Finite element method is used to model the structure that includes the PZT actuator and the PVDF sensor. By deciding on or off of each PZT segment, the length and the location of the PZT actuator are optimize. Considering both of the host structure and the optimized actuators, it is designed that the active electrode width of PVDF sensor along the span of the beam. Actuator design is based on the criterion of minimizing the system energy in the control modes under a given initial condition. Sensor is designed to minimize the observation spill-over. Modal control forces for the residual(uncontrolled) modes have been minimized during the sensor design. Genetic algorithm, which is suitable for this kind of discrete problems, has been utilized for optimization. Discrete LQG control law has been applied to the integrated structure for real time vibration control. Performance of the sensor, the actuator, and the integrated smart structure has been demonstrated by experiments.

  • PDF