• 제목/요약/키워드: 압전 스택

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미세 조작을 위한 압전 구동 집게의 설계 및 제작

  • 문원규
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.38-38
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    • 2004
  • 본 연구에서는 미세 물체를 조작하기 위해 젓가락 구조론 가진 3 텅스텐 젓가락형 그립퍼(이후 텅스텐 그립퍼로 명명)와 2 하이브리드 젓가락형 그립퍼(이후 하이브리드형 그립퍼로 명명)를 설계하고 제작하여 장단점을 비교 분석한다. 두 가지 그립퍼의 미세 핑거(Micro fingers)들은 모두 압전 다중 벤더(Piezoelectric Multilayer bender)와 스택(Stack) 구동기로 구동되었다. 그 중 압전 다중벤더는 물체를 잡을 때 굽힘(Bending) 운동을 만들고 스택은 팁간의 끝점이 일치하지 않을 매 일치되도록 잡는 방향과 수직한 방향으로 구동된다.(중략)

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집적형 하이브리드 구동장치의 성능시험 (Performance Testing of an Integrated Hybrid Actuator)

  • 현철봉;김태렬;구남서;배병운;김태흔;고한서;윤기원
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.25-30
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    • 2013
  • 집적형 하이브리드 구동장치는 적층형 압전재료(압전스택)를 이용한 마이크로 펌프에서 토출되는 유체로 피스톤을 구동시키는데 크기는 작으면서도 큰 구동력과 높은 속도를 동시에 출력할 수 있는 새로운 개념의 통합 구동장치로서 현재 소형화 및 고출력을 요구하는 항공 우주, 유도무기 등 다양한 분야에서 광범위하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 하이브리드 구동장치의 구동원리 및 성능 시험에 대해 소개하였다. 우선 구동장치의 주 동력인 압전 스택의 성능 시험을 수행함으로써 압전 스택의 구동전력과 구동시간에 따른 성능 변화를 관찰하였고 다음 구동장치의 성능 시험을 통해 구동장치의 최대 이송속도와 최대 구동력을 측정하였다. 구동장치의 최대 이송속도는 53.3 mm/s로, 최대 구동력은 240.7 N으로, 최대 일률은 3.2 W로 측정되었다.

MR 유체와 압전스택을 이용한 능동 엔진마운트 시스템의 HILS 제어 (Control of Active Engine Mount System Featuring MR Fluid and Piezostack via HILS)

  • 이동영;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.351-356
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    • 2009
  • This paper presents vibration control performance of active engine mount system installed with the magneto-rheological (MR) mount and the piezostack mount. The performance is evaluated via hardware-in-the-loop-simulation(HILS) method. As a first step, six degrees-of freedom dynamic model of an in-line four-cylinder engine which has three points mounting system is derived by considering the dynamic behaviors of MR mount and piezostack mount. As a second step, sliding mode controller(SMC) is synthesized to actively control the imposed vibration In order to demonstrate the effectiveness of the proposed active engine mount, vibration control performances are evaluated under various engine operating speeds (wide frequency range) using HILS method and presented in time and frequency domain.

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MR 유체와 압전스택을 이용한 능동 엔진마운트 시스템의 HILS 제어 (Control of Active Engine Mount System Featuring MR Fluid and Piezostack via HILS)

  • 이동영;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.122-128
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    • 2010
  • This paper presents vibration control performance of active engine mount system installed with the magneto-rheological(MR) mount and the piezostack mount. The performance is evaluated via hardware-in-the-loop-simulation(HILS) method. As a first step, six degrees-of freedom dynamic model of an in-line four-cylinder engine which has three point mounting system is derived by considering the dynamic behaviors of MR mount and piezostack mount. As a second step, sliding mode controller(SMC) is synthesized to actively control the imposed vibration. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed active engine mount, vibration control performances are evaluated under various engine operating speeds(wide frequency range) using HILS method and presented in time and frequency domain.

Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii Model를 이용한 압전 스택 액추에이터의 역 히스테리시스 모델링 (Inverse Hysteresis Modeling for Piezoelectric Stack Actuators with Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii Model)

  • 고영래;김태형
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.193-200
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    • 2014
  • 압전 액추에이터(Piezoelectric actuator)는 빠른 응답 특성, 넓은 대역폭, 우수한 반복 정밀도, 그리고 높은 분해능의 특성으로 인하여 다양한 산업분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 하지만, 압전 액추에이터에는 히스테리시스 효과(Hysteresis effect)가 발생되는 단점이 있으며, 이는 시스템의 성능을 저하시키는 주요한 원인으로 알려져 있다. Generalized Prandtl-Ishlinskii(GPI) model을 이용한 기존 연구에서는 히스테리시스 효과를 제거하기 위하여 히스테리시스를 수리적으로 모델링하고, 그 결과로부터 역 히스테리시스를 도출하였다. 하지만 모델링된 변수 값에 따라서는 역 히스테리시스 루프를 형성하지 못하는 치명적 문제점이 발생된다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii(IGPI) model을 이용하여 역 히스테리시스를 직접 모델링하는 방법을 제안하였다. 또한 모델링 정밀도는 다양한 입력신호를 이용한 실험 결과를 기반으로 검증하였다.

고무마운트와 동일한 형상 조건을 갖는 압전마운트의 진동저감 성능에 대한 실험적 비교 고찰 (Experimental Comparison on Vibration Attenuation Performances of the Piezoelectric Mount in Same Geometric Constraints with the Rubber Mount)

  • 한영민
    • 융합정보논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.166-171
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    • 2021
  • 본 연구에서는 기존 고무마운트와 동일한 외부 형상을 갖는 능동마운트를 고안하고 진동절연 성능을 실험적으로 고찰하고자 한다. 압전작동기를 특징으로 하는 제안된 능동 마운트는 고성능 선박이나 자동차에서 사용되는 기계장치들의 진동을 절연하기 위해 적용될 수 있으며, 고무요소와 함께 구성되어 하이브리드 구조를 갖고 있다. 먼저 수동형 고무마운트의 동적 특성을 실험적으로 고찰하였으며, 고무마운트의 형상에 기초하여 능동형 마운트을 위한 고무요소가 제작되었고 2개의 스택형 압전작동기와 직렬로 연결함으로써 관성형 작동메커니즘을 구성하였다. 본 연구에서는 진동을 절연하기 위해 단순하면서도 현장 적용이 용이한 PID 제어기가 구성되어 비공진 고주파수 대역의 진동을 절연하기 위한 제어 실험에 적용되었다. 마지막으로 넓은 주파수 영역에서 진동제어 성능을 실험적으로 고찰하고 기존 고무마운트와 진동 절연 성능를 비교 평가하였다.

MR 유체와 압전스택을 특징으로하는 새로운 형태의 능동 엔진마운트 시스템 (A New Type of Active Engine Mount System Featuring MR Fluid and Piezostack)

  • 이동영;손정우;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.444-449
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    • 2009
  • An engine is one of the most dominant noise and vibration sources in vehicle systems. Therefore, in order to resolve noise and vibration problems due to engine, various types of engine mounts have been proposed. This work presents a new type of active engine mount system featuring a magneto-rheological (MR) fluid and a piezostack actuator. As a first step, six degrees-of freedom dynamic model of an in-line four-cylinder engine which has three points mounting system is derived by considering the dynamic behaviors of MR mount and piezostack mount. In the configuration of engine mount system, two MR mounts are installed for vibration control of roll mode motion whose energy is very high in low frequency range, while one piezostack mount is installed for vibration control of bounce and pitch mode motion whose energy is relatively high in high frequency range. As a second step, linear quadratic regulator (LQR) controller is synthesized to actively control the imposed vibration. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed active engine mount, vibration control performances are evaluated under various engine operating speeds (wide frequency range) and presented in time domain.

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MR 유체와 압전스택을 특징으로 하는 새로운 형태의 능동 엔진마운트 시스템 (A New Type of Active Engine Mount System Featuring MR Fluid and Piezostack)

  • 이동영;손정우;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.583-590
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    • 2009
  • An engine is one of the most dominant noise and vibration sources in vehicle systems. Therefore, in order to resolve noise and vibration problems due to engine, various types of engine mounts have been proposed. This work presents a new type of active engine mount system featuring a magneto-rheological (MR) fluid and a piezostack actuator. As a first step, six degrees-of freedom dynamic model of an in-line four-cylinder engine which has three points mounting system is derived by considering the dynamic behaviors of MR mount and piezostack mount. In the configuration of engine mount system, two MR mounts are installed for vibration control of roll mode motion whose energy is very high in low frequency range, while one piezostack mount is installed for vibration control of bounce and pitch mode motion whose energy is relatively high in high frequency range. As a second step, linear quadratic regulator (LQR) controller is synthesized to actively control the imposed vibration. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed active engine mount, vibration control performances are evaluated under various engine operating speeds(wide frequency range) and presented in time domain.

압전 작동기를 이용한 방향 제어 밸브의 동적 모델링 및 제어 (Dynamic Modeling and Control of Directional Control Valve Using Piezostack Actuator)

  • 전준철;한영민;구오흥;한승훈;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.331-336
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    • 2012
  • This paper proposes a new type of high-frequency directional valve controlled by the piezostack actuator associated with displacement amplifier. As a first step, a dynamic model of directional valve which can operate at 200 Hz with a flow rate of 12 l/min is derived by considering pressure drop and flow force. As a second step, an appropriate piezostack is selected by considering actuation force as well as field-dependent displacement. Subsequently, in order to control spool displacement and flow rate a proportional-derivative (PD) controller is designed based on the $3^{rd}$-order valve system. Control performances such as sinusoidal trajectory tracking of the spool displacement in time domain are evaluated. In addition, the field-dependent flow rate is also presented to verify the required performance of the valve system.

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