• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1620-1634
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• 1991

본 연구에서는 전기/자기 및 기계적 요소들이 복합되어 이루어진 자기부상 시 스템의 설현을 위한 기초단계로서 제어동역학(controlled dynamics) 측면에 입각한 모 델식을 본드선도 기법을 이용하여 보다 조직적으로 유도한다. 우선, 자속흐름 확장 및 자속 유출량을 고려하여 부상 시스템을 모델링하고 차량/레일 및 2차 현가(second ary suspension)장치를 포함한 자기부상 시스템을 모델링한다. 다음, 지지 및 안내 방향의 동역학을 동시에 고려한 2차원 자기부상 시스템을 본드선도의 다접점 필드(mu- ltiport field) 개념을 이용하여 모델링한다. 끝으로, 본드선도 기법으로 모델링된 2차원 자기부상 시스템의 안정도와 성능을 향상시키기 위하여 LOG/LTR(linear quadra- tic Gaussian control with loop transfer recovery) 제어시스템을 설계한다. LQG/ LTR 제어방법은 Doyle과 Stein에 의해 인성(stability-robustness) 문제와 주파수역 성능을 설계시에 직접 고려할 수 있는 강력한 선형 다변수 제어시스템 설곕방법으로 현재 널리 사용되고 있다.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.24 no.2
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• pp.129-135
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• 2014

In the paper, we propose a design method for the logistics transportation system using magnetic levitation that has a good characteristics without mechanical friction, noise and dust. The proposed transportation system consists of a levitation control system and a propulsion control system. Magnetic levitation system is an electromagnetic suspension system in which electromagnet generates magnetic attractive force and the attractive force pulls the rail. We design a PID controller for the current control of electromagnets. We use linear induction motors for propulsion of the proposed logistics transportation system and adapt the space vector PWM method for the propulsion control system. The proposed transportation system using magnetic levitation is verified performances through levitation and propulsion experiments.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.261-266
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• 1995

본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1994.04a
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• pp.401-405
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• 1994

위치작동기의 정밀도를 결정하는 중요한 인자인 마찰력을 없애기 위하여 자기부상을 이용한 초정밀 시스템을 설계한다. 자기부상시스템은 근본적으로 불안정한 성질을 갖고 있으므로 작동기의 안정성을 증가시킬수 있 는 자기회로설계가 종요하다. 제안된 자기부상 위치작동시스템은 전자석을 고정하고 영구자석을 움직일 수 있게하여, 간단하고 견고한 위치작동기가 설계되고록 상호간의 자기력을 이용한 Antagonistic 구조를 채택한다. 그리고 시스템의 동적모델을 구하여 안정성을 검토한다.

• 전기의세계
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• v.39 no.5
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• pp.68-75
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• 1990

급속한 경제발전과 이에 대응한 교통인구의 증가로 운송시스템의 속도 경쟁은 날로 심화되고 있다. 그러나, 기존의 차륜구동 시스템은 본질적으로 궤도와 차륜의 마찰에 의하여 추진력을 얻기 때문에 평균 최대속도 250Km/h(상한 최대속도 350Km/h)수준이며 소음, 진동 등의 많은 문제점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 선진 외국에서는 부상식 열차의 개발에 관심을 표명하여 1960년대 후반부터 열차와 공기부상식 열차에 대한 연구를 병행하였다. 1970년대 중반까지 프랑스, 영국, 미국 등에서 개발이 진행된 공기 부상식 열차는 고속 주행 및 환경 문제 등에 문제점이 많아 실용화에는 이루지 못하고 신교통 시스템에 부분적으로 적용되고 있는 실정이다. 그러나 자기부상 열차는 Power Electronics 및 자기관련 기술의 급속한 발전에 힘입어 현재 실용화 단계에 이르고 있다. 특히 자기부상(Magnetic Levitation : Maglev) 시스템은 레일과의 마찰력에 의해 추진하는 방식이 아니기 때문에 본질적으로 고속성, 무공해, 안정성, 신뢰성, 경제성 그리고 승차감이 뛰어나다. Maglev는 레일 표면에서 자력을 이용해서 약 1.0cm 또는 10cm 가량 부상한 상태에서 주행하기 때문에 외부와의 물리적인 접촉이 필요 없어 마찰에 의한 소음, 공해, 마모 등이 없는 대단히 이상적인 미래의 운송 수단으로 각광을 받고 있다.

• 전기의세계
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• v.43 no.7
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• pp.23-31
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• 1994

전기학회지 제 43권 3호에 이어서 신교통시스템으로서 자기부상열차 우수성에 관하여 다루었다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2006.11a
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• pp.181-186
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• 2006

본 논문에서는 자속 궤환을 포함하는 자기부상 시스템의 open-loop 특성에 대해서 다룬다. 훌륭한 외란 억제 특성을 포함하고 파라메타 변동에 대해서 둔감한 제어기를 설계하기 위해서 자속 궤환을 이용하는 것이 효과적일 수 있다. 적절한 센서에 의해서 측정 가능한 자속은 전류와 공극의 시간 변화에 대해서 선형적인 관계를 가지고 있으며, 자속의 궤한은 자기 부상시스템이 본질적으로 갖고 있는 전기적 엑츄에이터와 기계적 플랜트 사이의 간섭에 의해서 발생하는 비선형성을 감소시키는 역할을 한다. 모의시험 결과를 통해서 자속의 궤환이 자기부상 시스템의 부하변동에 대해서 open-loop 성능 향상에 효과적임을 보인다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.2
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• pp.213-220
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• 2016

This research aims to develop core technologies for passive carrier (no power in carrier itself) transfer system. The technologies are passive levitation, propulsion, and guidance, which can be great benefits for semiconductor and display manufacturing industries. Passive maglev carrier is necessary to precise position control for quiet and stable transfer operation. However, the structural characteristics of carrier and the installation errors of gap sensors cause the pitch motion. Hence, the controller design in consideration of pitch motion is required. This study deals with the reduction control of carrier pitch motion. PDA controller and PDA controller with pitch control are proposed to compare the pitch angle analysis. The pitch angle and the levitation precision are measured by experiment. Finally, the optimized design of pitch controller is presented and the effects are discussed.

• 전기의세계
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• v.43 no.5
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• pp.44-47
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• 1994

자기부상열차의 효율적인 추력제어 및 안전성 높은 운행을 위해서 고성능의 속도/위치 검출 시스템이 중요한 역할을 한다. 일반열차는 바퀴가 선로에 접촉하여 주행하므로 차축의 회전속도를 측정해서 열차의 선로위를 일정한 간격을 두고 부상하여 주행하므로 비접촉식 측정방법을 사용해야만 한다[1-5]. 특히, 고속으로 주행하는 자기부상열차의 속도를 측정하기 위해서는 응답속도가 빠른 센서시스템을 개발하며, 또한 열차주행에 수반되는 자기장의 영향을 극소화하도록 센서시스템을 설계해야만 한다. 본고에서는 전형적인 자기부상열차인 일본의 HSST 시스템(주행속도 100km/h)과 독일의 Transrapid 시스템(주행속도: 400km/h)에 적용되고 있는 속도/위치 검출 시스템의 작동원리를 상세히 설명한다. HSST 시스템은 유도무선(inductive radio system) 방법을 이용하고 Transrapid 시스템은 와전류근접센서(eddy-current proximity sensor)를 이용한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.04b
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• pp.183-185
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• 2009

자기부상열차는 자기력에 의해 차량이 부상되어 전용선로를 따라 비접촉으로 운행되는 철도운송시스템이다. 자기부상열차에서는 열차가 운영 선로위에 부상되어 비접촉으로 운행되기 때문에 일반 철도시스템에서 적용되고 있는 측위기술의 적용이 어렵다. 따라서 자기부상열차에는 다양한 측위기술들이 개발되어 적용 되고 있다. 본 논문에서는 자기부상열차에 적용중인 다양한 측위기술 및 측위장치에 대하여 검토하고, 독자적인 초고속자기부상열차 개발시 필요한 열차위치검지기술의 개발방향을 제시한다.