• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.672-679
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• 2018

본 논문은 최적설계 시스템을 이용한 형상설계 방법론에 대해 설명하고 있으며, 일반적으로 3차원 해석은 설계를 위해 반드시 필요하다. 퍼지지식처리 수법과 계산기하학적 기법에 바탕을 둔 자동화된 유한요소 메쉬 생성 기법은 상용화된 유한요소해석코드와 솔리드모델러와 함께 시스템에 결합되어 있다. 또한, 다층형 신경망의 도움과 함께 개발된 시스템은 다차원 설계변수 공간에 존재하는 여러 만족하는 설계해인 디자인윈도우를 얻을 수 있게 해준다. 개발된 최적화 설계 시스템 사용된 부품을 평가하는데 성공적으로 적용하였다. 사이드 하우징 브라켓을 현장에서 사용되어지는 굴삭기의 힘과 유압브레이커의 작용하는 응력을 응력 게이지로 사이드 하우징 브라켓의 크랙 발생부위에 부착하여 최대응력이 얼마나 걸리는지를 측정하였다. 적용하는 대상을 현장에서와 동일한 조건하에서 최대응력이 허용응력보다 같거나 적게 하고, 기존형상 유지, 재질은 SM490, 중량 최소화 안전계수는 3으로 하여, 최대응력 값에 대한 해석을 수행하였다. 구조가 비교적 간단한 36톤용 사이드 하우징 브라켓을 최적화하였지만, 다른 클래스의(톤수 별) 사이드 하우징 브라켓 적용 시 품질향상에 크게 기여하리라 생각된다.

• 한국가스학회지
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• 제21권2호
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• pp.32-40
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• 2017

SIS는 공정안전시스템 분야에서 폭넓게 활용될 수 있는 계장안전시스템이다. SIS는 유해화학물질 누출 사고로부터 인간, 물질적 자산 그리고 환경에 미치는 피해를 줄이기 위해 필수적이다. 현재 전기, 전자 그리고 프로그래밍 가능한 전자 (E / E/ PE) 장치가 기계, 공압 및 유압 시스템과 상호 작용하는 통합 안전 시스템은 IEC 61508과 같은 국제 안전 표준을 따르도록 되어있다. IEC 61508은 안전 수명주기의 모든 사항을 규정한다. SIS 지원 도구 없이 안전 수명주기에 따라 IEC 61508의 요구 사항을 충족시키는 것은 복잡한 일이다. 본 연구에서는, 사용자가 보다 쉽게 안전 수명주기의 설계 단계를 구현할 수 있도록 도움을 줄 수 있는 On-Line SIS 지원 도구를 제시하였다. On-Line SIS 지원 도구는 데이터 읽기 및 수정 시스템과 통합될 수 있는 안드로이드 응용 프로그램의 형태로 되어있다. 이 도구는 안전 수명주기의 설계 단계에서 소요되는 계산 시간을 줄이고 계산 과정에서 발생할 수 있는 오류를 줄인다. 또한 On-Line SIS 지원 도구는 비용 요소에 근거한 최적화 접근법을 제시할 수 있으며, multi-objective GA를 사용하여 최적의 솔루션 조합을 찾을 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.102-109
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• 2005

Wheel-slip control systems are able to control the braking force more accurately and can be adapted to different vehicles more easily than conventional ABS systems. But, in order to achieve the superior braking performance through the wheel-slip control, real-time information such as the tire braking force is required. For example, in the case of EHB (Electro-Hydraulic Brake) systems, the tire braking force cannot be measured directly, but can be approximated based on the characteristics of the brake disk-pad friction. The friction characteristics can change significantly depending on aging of the brake, moisture on the contact area, heat etc. In this paper, a wheel slip The proposed wheel slip control system is composed of two subsystems: braking force monitor and robust slip controller In the brake force monitor subsystem, the tire braking forces as well as the brake disk-pad friction coefficient are estimated considering the friction variation between the brake pad and disk. The robust wheel slip control subsystem is designed based on sliding mode control methods and follows the target wheel-slip using the estimated tire braking forces. The proposed sliding mode controller is robust to the uncertainties in estimating the braking force and brake disk-pad friction. The performance of the proposed wheel-slip control system is evaluated in various simulations.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.420-426
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• 2014

본 연구에서는 저온유동성 성능검사 시스템 구현을 통해 디젤 차량용 통합형 연료필터의 성능을 평가한다. 저온유동성시험 장치의 시험조건은 경유(또는 등유)를 사용하고, 상온, -20 및 $-30^{\circ}C$ 에서 경유공급압력 $3.4kgf/cm^2$, 연료공급량 60 l/H, 설정전류 30 A 및 전압은 $13V_{dc}$를 사용한다. 시료시험으로 통합필터를 지그에 장착하고, 경유(또는 등유)를 일정압력과 유량으로 설정하여 챔버 탱크와 필터에 채운 후, 설정시간 동안 설정온도로 냉각한 후, 필터 전후에 따라 유압과 시동시간, 히터의 소모전류 및 전력을 측정한다.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.96-113
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• 2011

녹색기술 및 친환경 공정의 필요성이 급증함에 따라 재료이용률 향상을 지향하는 차세대 압출공정의 대두가 필요하게 됨에 따라 유압 CNC(Servo) 제어를 이용한 가변단면 압출기술을 개발하게 되었다. 이러한 가변단면 압출(Varied section extrusion, VSE)기술은 공정 중에 압출구를 빠져 나가는 소재의 단면 형상을 변화시켜 재료이용률을 향상을 도모하였으며, 후가공 공정의 생략도 가능하여 국내 압출업체의 생산원가 절감 및 글로벌 기술경쟁력 확보에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다. 아직은 소수의 선진국에서 시도한바 있으나 양산품 적용에는 생산원가 및 생산속도, 상품성 등에 문제가 있어 자동차 부품 적용에 한계를 보이고 있는 기술이다. 따라서 본 연구팀이 가변단면 압출용 금형을 포함한 최적의 압출공정 및 양산성 문제의 해결점을 거의 확보하고 있는 단계로 세계를 선도하는 리딩기술(Leading technology)을 보유하게 됨으로써 국가의 기술경쟁력 향상에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것이다. 본 연구의 내용을 요약하여 정리해 보면 첫째로는 CNC 제어 가변단면 압출공정에 대하여 자세하게 소개하고 특징 및 장 단점을 설명하였으며, 자동차 부품군에로의 적용에 많은 이점들을 갖고 있음을 설명하였다. 두 번째로는 가변단면 압출을 위한 이동 금형(Moving die)부품을 갖는 구조의 압출금형에 관하여 기존의 압출금형과 비교하여 설명하였으며, 가변단면 압출용 금형의 구조 및 메커니즘의 최적화를 이루고자 하였다. 세 번째로는 가변단면 압출공정을 실현하기 위한 CNC 제어 압출시스템에 대하여 간략히 설명하였다. 네 번째로는 자동차 부품 적용을 위한 정밀 압출공정으로서 가변단면 압출공정에 대하여 유한요소해석을 통하여 가변단면 압출공정 변수 및 금형 변수 등에 대한 엄격한 검토를 선행적으로 수행하여 양산성 확보를 위한 정보들을 분석 정리하였다. 끝으로는 세 가지 단면형태를 갖는 가변단면 압출제 시제품에 대하여 CNC 제어 가변 단면 압출공정의 상용화 가능성을 확인 적용성 검토를 완료하였다. CNC 제어 가변단면 압출기술은 압출공정에 있어서 많은 경험과 기술적 검토가 선행되어져야 하는 고부가가치 성형공정으로써 재료 이용률을 획기적으로 향상시킬 수 있는 압출공법으로 향후 자동차 부품 뿐만아니라 다양한 알루미늄 제품군에 적용이 가능하다고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.112-119
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• 2020

본 연구에서는 메틸 셀룰로오스를 기반으로 제작한 박테리아 펠렛을 모르타르에 혼입하였으며, 펠렛 혼입에 따른 모르타르 내부 생존률과 강도, 정수위 투수실험에 의한 균열 치유율을 조사하였다. 펠렛은 복합 배양한 박테리아 포자 분말과 메틸셀룰로오스, PVA 영양소 2종과 물로 이루어져 있으며, 유압 프레스를 통해 압출되어 지름 2mm~길이 3~4mm의 형상을 갖는다. 셀룰로오스 펠렛은 중성 pH에서 팽창하여 박테리아와 영양소를 방출하고, 염기성 환경에서 반응하지 않는 성질을 띄어 시멘트 모르타르 내부 박테리아의 장기 생존률이 증대하는 효과가 있다. 또한 펠렛 혼입 모르타르는 정수위 투수실험을 통한 균열 자기치유 성능이 대조군 모르타르에 비해 현저히 상승하였다. 셀룰로오스 기반 펠렛은 새로운 종류의 박테리아 담체 시스템으로 추후 펠렛 개량 및 최적화로 자기치유 콘크리트 개발에 도움을 줄 것이다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권3호
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• pp.343-348
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• 2013

In line with the advances in factory automation, various pieces of equipment are now operated in batch processes controlled by computers. However, many kinds of faults can occur in complicated and large systems, which can result in low productivity and economic loss. The reliability and safety of systems have been studied because of the difficulty of determining the severity and location of faults. Therefore, it is necessary to detect and diagnose such faults in order to guarantee the reliability and safety of the equipment. In this paper, a diagnosis method for the ball bearings of a hydraulic pump is applied using a vibration signal for the maintenance of injection molding equipment. The bearings' defects are selected as a main failure mode through a failure mode and effect analysis (FMEA). Usually, there are nonlinear and impulse components of vibration in a ball bearing with faults. For the effective fault diagnosis of a ball bearing, nonlinear diagnostic methods and time-frequency analysis are applied, in addition to the methods currently used, such as power spectrum, time series analysis, and statistical methods. As a result of this study, a failure diagnosis system is provided that is useful even for non-experts. This is a condition-based method that makes it possible to resolve problems in a timely and economical way, in contrast to the prior method, which required regular but wasteful maintenance based on the experience of expensive external experts.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.152-158
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• 2014

본 연구에서는 저온유동성 성능검사 시스템 구현을 통해 디젤 차량용 통합형 연료히터의 성능을 평가한다. 저온 유동성 시험장치에서 $+20{\sim}-30^{\circ}C$ 온도범위에 따라 분리형과 통합형 연료히터 성능을 비교하고, 필터 전후에 따라 유압과 시동시간, 히터의 소모전력을 측정한다. 이때 다양한 종류의 필터면적을 사용함으로써 통합형 연료히터와 분리형을 비교한 결과 시동 시간이 23% 향상되었고, 저온시동성능은 19% 정도 향상된다.