• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.71-71
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• 2017

농용트랙터의 운전자는 작업, 주행으로 인한 유해한 저주파 진동에 장시간 노출된다. 이에 따라 운전자에게 전달되는 노면 진동을 감소시켜주기 위한 전방차축 현가장치의 역할이 커지고 있다. 트랙터의 전방차축 현가장치는 주로 유압식으로 설계되어 있으며 이를 구성하는 유압요소 선정이 현가장치의 성능에 중요한 영향을 미친다. 하지만, 실제와 유사한 조건에서 트랙터 차체 무게만큼 큰 부하를 제공하여 유압회로의 성능을 실험하는 것은 비용과 시간 측면에서 비효율적이다. 본 연구에서는 이를 대체하기 위하여 개별 유압요소의 성능을 테스트 할 수 있는 현가장치 유압회로 요인 시험기를 설계제작 하였다. 이를 이용하여 개별 부품의 성능곡선을 센서를 이용 측정하였고 얻은 특성값을, 구성한 유압 시뮬레이션 모델에 반영하여 실제조건의 유압특성을 얻을 수 있는 유효한 시뮬레이션 모델 개발에 활용하였다. 또한, 실험실 환경에서 유압식 현가장치를 간소화 시킨 형태로 유압회로의 성능을 예비시험해 볼 수 있도록 다양한 센서를 장착 데이터를 취득할 수 있도록 하였다. 개발한 요인 시험기는 하부에 설치된 가진 실린더를 이용하여 상부에 설치된 현가장치 실린더의 스트로크 변위와 속도에 따른 힘을 측정할 수 있도록 구성하였다. 이를 위해 현가장치 실린더의 헤드부와 로드부에 각각 압력센서를 설치하였으며 헤드부, 로드부의 압력 차이와 로드셀을 이용해 측정한 가진 실린더의 힘의 관계를 확인하였다. 상부의 현가 실린더 장치는 복동 형태로 제작되어 헤드부, 로드부 양쪽 방향으로 유량이 흐를 수 있도록 설계되었다. 이를 이용해 헤드부와 로드부 사이에 어큐뮬레이터, 가변 오리피스, 릴리프 밸브 등으로 유압회로를 구성하였으며 어큐뮬레이터 용량에 따른 힘의 변화, 가변 오리피스의 개도량에 따라서 전달되는 힘의 크기 등을 측정하였다. 하부의 가진 실린더는 사인파, 삼각파, 계단 입력, DC 레벨 등의 신호를 발생시킬 수 있도록 제작되었다. 신호의 주파수는 0~4Hz, 범위에서 사용자가 조절할 수 있도록 설정되었으며 계단응답 성능 측정 시험을 평가한 결과 정상상태오차는 0.470mm~0.536mm, 입상시간은 0.194초~0.202초, 정착시간은 0.230초~0.421초로 나타났다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.11
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• pp.1483-1490
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• 2011

Electro-hydrostatic actuators(EHAs), which are usually composed of a direct motor-driven hydraulic pump and a cylinder, have been widely adopted as aircraft actuation systems because of their benefits in terms of improved efficiency, weight savings and the fact that they use a standalone power source. Since the recent trend in construction vehicles has been focus on energy savings in their hydraulic systems, EHAs are expected to be potential substitutes for conventional power transmission, since they are capable of energy recovery as well as highly efficient pump control. In this paper, the start and stop characteristics of EHAs were investigated through cracking pressure analysis of the pilot-operated check valve(PCV), which enables the cylinder to standstill against an external load with no holding effort from the hydraulic pump. A mathematical model that includes the load dynamics and the EHA's internal hydraulic circuit was derived for simulation with the MATLAB Simulink package. This model verified the PCV's opening and closing sequence, which in turn affects the EHA's start and stop characteristics.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.8 s.227
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• pp.1152-1158
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• 2004

In this study a MRAC(model reference adaptive control) for fluid power elevator model system was designed. The MRAC was compared with PI control in case of applying to the elevator model system with constant external load and changing external load. In this case external load was produced by a single fluid power cylinder combined with pressure control valve. In conclusion the MRAC control performance was better than PI control performance because overshoot and steady state error of the elevator model system controlled by the MRAC were not appeared for constant and changing external load.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.2 no.4
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• pp.46-52
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• 2003

For position control of electro-hydraulic servo system, single rod cylinders and double rod cylinders are used. Single rod cylinders have simple structure for manufacturing but different volume ratio of two sides induce to non-linearity in process of then mathematical modeling. So only with conventional PID control method it is difficult to control single rod cylinders precisely. For mole precise position control of single rod cylinders, a controller which is inserted a velocity feedback PID controller and MRAC controller are proposed. With experiment control performances of three control methods are compared. In case of experiment, for external varying load to the system, a hydraulic cylinder and a pressure control valve are used. In conclusion a MRAC is considered a suitable control method for external varying load.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.2
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• pp.219-225
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• 2015

Because a hydraulic actuator has high power and force densities, this allows the weight of the robot's limbs to be reduced. This allows for good dynamic characteristics and high energy efficiency. Thus, hydraulic actuators are used in some exoskeleton robots and quadrupedal robots that require high torque. Force control is useful for robot compliance with a user or environment. However, force control of a hydraulic robot is difficult because a hydraulic servo system is highly nonlinear from a control perspective. In this study, a nonlinear model was used to develop a simulation program for a hydraulic servo system consisting of a servo valve, transmission lines, and a cylinder. The problems and considerations with regard to the force control performance for a hydraulic servo system were investigated. A force control method using the nonlinear model was proposed, and its effect was evaluated with the simulation program.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.4
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• pp.316-322
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• 2007

The EHA(Electro-hydrostatic Actuator) reveals completely different characteristics from the conventional valve-controlled Electro-hydraulic actuators. In this paper, its mathematical model including nonlinear elements was derived to be verified by experiments. Based on this, a simulation program was developed for the EHAs consisting of an electric motor driven hydraulic pump, pipe lines and a cylinder. The influence of important design parameters such as peak motor torque and rotational inertia moment of the hydraulic pump on control performance was investigated, where the test condition was intentionally selected so that the motor torque was saturated during the transient phase. As a result, design requirements for improving the control accuracy under full speed operation conditions of the EHAs were investigated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.5
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• pp.601-607
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• 2013

This paper presents the development and validation of a wheel loader simulation model. The objective of doing so is to evaluate the performance of the wheel loader and improve its overall performance using Matlab/Simulink. The wheel loader simulation model consists of 4 parts: mechanical/hydraulic powertrain model and vehicle/working dynamic model. An integrated simulation model is required to evaluate and improve the performance of the wheel loader. It is expected that this model will be applied to fuel economizing, improving the pace of operation by using the hybrid system, and the intelligent wheel loader. The performance of the proposed simulation model has been validated by using Matlab/Simulink to compare the driving and the working experimental data.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.6-6
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• 2017

농용트랙터의 전방차축 현가장치는 노면으로부터 발생하는 진동의 영향을 줄일 수 있기 때문에 트랙터의 대형화, 고속화의 추세에 맞춰서 승차감과 조향감을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 전방차축의 현가장치는 트랙터의 차체 무게에 의한 부하가 크고, 또한 유압 펌프를 비롯한 유압시스템이 존재하기 때문에 유압식 회로로 구성하는 것이 바람직하다. 하지만, 현가장치의 유압회로를 개발하는데 있어서 실제 시스템을 구성하여 실제 실험을 통한 개발에는 비용과 시간이 많이 필요하다. 본 연구에서는 유압식 전방차축 현가장치에 필요한 유압회로부 개발을 위하여 시뮬레이션 기법과 요인시험 장치를 이용 적정 유압회로를 설계하고자 하였다. 이를 위하여 어큐뮬레이터, 가변 오리피스, 릴리프밸브, 체크밸브 등으로 구성된 유압 현가요인 시험 장치를 설계 제작하였으며, 현가 부품인 실린더 행정, 속도, 전달되는 힘을 측정하고, 유압 해석 프로그램인 SimulationX를 이용 구성된 유압회로 부품에 측정값을 입력하여 실제 조건과 유사한 동특성을 나타내는 전방차축 현가요인 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 개발된 시뮬레이션 모델을 이용하여 실제 시험조건과 같은 가진 조건을 부여하여 개발 현가장치의 특성 값 변동에 따른 현가 성능을 구명하였다. 이를 위해 시뮬레이션 상에서 120 마력 트랙터 무게의 50% 수준에 해당하는 2,000 kg의 부하가 존재하는 상태에서 현가장치의 유/무에 따른, 감쇠 계수의 변화에 따른 스프링상 질량의 RMS 가속도를 비교하였다. 입력 가진으로는 1 Hz, 4 Hz, 8 Hz의 진동수에 각각 10 mm, 6.4 mm, 3.2 mm의 진폭을 인가하였다. 시뮬레이션 결과, 1 Hz에서는 현가장치가 있는 경우 최대 55.9% 개선되었고, 4 Hz에서는 최대 3.9 % 개선되었고, 8 Hz에서는 최대 61.4%까지 개선되었다. 이는 4 Hz의 경우에는 2,000 kg의 부하에 해당하는 고유 진동수 대역에 해당하기 때문에 그 감쇠 효과가 없는 것으로 나타났다. 하지만, 다른 주파수 대역에서는 현가장치가 효과적으로 작동하는 것을 나타내었다. 설계한 전방차축 현가 유압회로부를 시뮬레이션을 통하여 분석한 결과, RMS 가속도의 개선이 명확하게 이루어지는 것을 확인하였으며 입력 주파수 변화에 따라 감쇠특성도 나타나는 것을 확인하였다. 추후 연구에는 설계한 유압회로부와 관련 부품을 설계 제작하여 실제 트랙터에 장착 그 성능을 검증할 예정이며, 노면조건에 따라 감쇠성능을 유지하기 위한 반능동형 또는 적응형 현가장치 제어 기술을 적용하여 개선된 현가성능을 확보하기 위한 연구를 수행할 예정이다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.1
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• pp.7-16
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• 2005

Oil-Hydraulic pump consisting of swing twin-cylinder becomes to be used as a next generation of low vacuum pump. However, there is no enough flow-analysis for design improvement. It is essential to develope a numerical method for flow-analysis before manufacturing, in economic sense. Using a commercial code (Fluent), developed for flow-analysis, useful informations for design of pump were provided. Two-dimensional analysis has been performed to investigate the flow parameters such as pressure and velocity distributions between the swing twin-cylinder and the fixed cylinder. This numerical method will be used to design a better performance of pump consisting of swing twin-cylinder.

• Journal of Industrial Technology
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• v.16
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• pp.113-121
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• 1996

In the early developmental stages of robotics,hydraulics played an important role. As the power-to-weight ratio of electric motors increased, they eventually replaced hydraulic actuators in robot manipulators. Recently, however, task requirements have dictated that the manipulator payload capacity increase to accomodate greater payload, greater length, greater reaction forces, and hydraulic actusators are being studied as an effective form of robot actuation again. For efficient control of hydraulic actuators, the knowledge of its dynamic equation is essential. However, the dynamic equation of hydraulic actuators are nonlinear, and the dynamic coefficients are time varying. In this paper, an estimation algorithm of the dynamic coefficients of the hydraulic piston dynamics are formulated. Simulation results are presented to show the possibility of the parameter estimation.