• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.1
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• pp.387-392
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• 2020

This paper proposes a flow-rate control system for industrial valves. Industrial valves are used in piping systems to control the flow rate and pressure. In general, valves used in pipelines are classified into globe valves, butterfly valves, and ball valves according to the shape. Motor, hydraulic, and pneumatic systems are used for operating valves. The flow meter should measure the flow rate when configuring the flow-rate control system. On the other hand, because the flow rate of the valve can be expressed by flow coefficient, a control scheme is proposed using the pressure deviation, which measures at the front and rear of the valve. The transfer function for the valve, according to the control input, was estimated using the signal compression method. Based on the induced transfer function, the disturbance observer was designed to improve the command following the performance of the valve stem. The performance of the proposed control method is compared with the flow-rate control result using the flow meter used.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.74-84
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• 2005

This paper include the investigation of finding the system characteristics of facility by simulating open-type turbo-pump fed system, which has commercial control valves, using AMESIM (Advanced Modeling Environment Simulation) commercial software. After developing a flight-type control valve on the basis of the results, the system characteristics of facility for control and valve tests is estimated. Especially, one of purposes of this paper is to find PID value of each commercial control valve in the facility for system test. To find suitable control logic, PI and PID modes are also compared. This paper also introduces design parameters of valve and equipment for thrust control and TDS simulation, which are using control valves.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.8-13
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• 2011

본 연구에서는 대형 로켓엔진시스템의 시동 시 안정적인 유량공급을 위한 제어기 설계가 이루어졌다. 펌프, 오리피스, 제어밸브, 파이프, 인젝터 및 재생 냉각채널과 같은 엔진시스템 구성품들에 대한 동특성 모델링을 수행하였고 유량공급 제어가 가능한 밸브의 구동신호를 조절 가능한 PID 제어기를 설계하였다. 시동 시 안정적인 유량공급을 위하여 실험을 통해 얻은 밸브의 적정 개도율을 적용시켰으며, 이를 기준으로 하여 제어밸브의 작동신호를 조절하여 유량비를 제어하였다. 시뮬레이션 한 결과 제어기를 통해 시동 시 정상추력까지 유량공급을 제어 하는 방법이 적절함을 확인하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.7 no.2
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• pp.162-169
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• 2008

Dynamic characteristics of a control valve, which plays an important role in thrust control of liquid rocket engines, have been analysed by AMESim simulator modeling. A speed control method has been proposed for the control of the valve equipped with a BLDC motor and the performances of this control method have been proved in making a comparison between the predictions of simulation and experimental results. Moreover, it is shown that a control valve with a second pre-filter is enough stable to the flow disturbances. The speed control method for BLDC motor is more simpler than PI gain scheduling method for the application in complex flow system.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.152-152
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• 2017

본 연구에서는 비례제어밸브를 이용한 자율주행 트랙터 조향 시스템 제어를 위하여 저가의 임베디드 시스템을 사용한 제어기를 개발하였다. 차륜의 조향각 측정을 위하여 전륜 킹핀에 포텐시오미터를 설치하였으며, 비례제어밸브는 -10 ~ +10V의 전압으로 밸브 스풀의 위치제어를 수행하도록 하였다. 조향각 측정과 비례제어밸브의 위치제어를 위하여 각각에 AT90CAN128 AVR보드를 사용하였으며, CAN통신으로 조향각 데이터가 비례제어밸브 제어용 데이터로 전송될 수 있도록 하였다. 비례제어밸브 제어 보드에는 DAC기능을 추가하였으며 0 ~ 5V의 출력을 -10 ~ +10V의 전압으로 변환해 주는 인터페이스회로를 추가하였다. 일반적으로 GPS 등의 데이터 수신율이 20 Hz인 점을 감안하여 비례제어 밸브는 50 ms의 주기로 P-제어를 수행할 수 있도록 하였다. 향후 트랙터의 방향각을 설정하는 또 하나의 시스템으로부터 목표 조향각을 부여받는 것을 가상하여 별도의 MCU를 통해 목표 조향각을 송신한 후, 조향 유압실린더에 의한 전륜의 조향각 시간 응답 특성을 조사하였다. 실험은 트랙터의 전륜을 지면으로부터 들어올린 무 부하 상태에서 진행하였으며, 목표 조향각은 $7.5^{\circ}$, $15.0^{\circ}$, $22.5^{\circ}$ 등 3단계로 변경하며 시간응답 특성을 측정하였다. 최대 오버슈트 11%, 최소 오버슈트 8.6%, 정상상태 오차 약 $0.825^{\circ}$, 시정수(Time Constant)는 3단계의 목표 조향각 설정에서 각각 0.706초, 0.488초, 0.38초로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.205-205
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• 2012

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) 장치는 국내 유일의 초전도 자석을 이용한 핵융합 연구 장치로서 초고온의 플라즈마를 생성하여 차세대 에너지원인 핵융합 에너지를 획득하는 것을 목표로 두고 있다. 플라즈마를 생성부터 유지하기 위해서는 수소 동위원소를 토카막 내부로 공급해 주어야 하는데 이러한 수소동위원소를 "연료"라 부르며, 이 연료를 토카막 내부로 공급해 주는 시스템을 연료주입 시스템(Fueling System)이라고 한다. KSTAR에서는 토카막 내부로 고속의 연료 주입이 필요하고 정밀한 양의 연료를 공급하는 밸브를 사용하여야 하며, 이러한 밸브를 제어 할 수 있는 제어기를 필요로 한다. 위의 사항에 적합한 피에조 밸브(Piezoelectric Valve)는 2 msec 이내의 개폐시간과 500 Torr ${\ell}$/s 이상의 유량을 흘려줄 수 있는 피에조 밸브로 압전소자에 가해지는 전압(0~250 V)에 따라 변위의 양에 비례하여 연료가 진공용기 내로 유입된다. 압전소자의 변위는 최대 140 ${\mu}m$로 최적화되어 있어야 하며, 정전용량(Capacitance)는 30~40 nF이어야 한다. 또한 소자에 힘(Force)를 가해 최대 7 N으로 136 ${\mu}m$의 변위를 가진 소자를 사용해야 한다. 피에조 밸브의 특성으로는 아날로그 신호로 작동이 되어야 하며, 유량신호를 피드백하여 밸브의 구동 전압을 정밀하게 제어 되어야 한다. 피드백 제어를 위해 압력센서는 XCS-190 Series를 사용하여 낮은 유량에서도 민감하게 반응하도록 제작하였으며, 고전압이 유기 되었을 때 제어기를 보호하기 위한 정션박스를 설치하였다. 밸브 제어기는 피에조 밸브의 개방 속도를 높이기 위해 밸브 구동 전압을 순간적으로 높이는 POP 전압을 생성하는 기능과 유량 신호를 피드백해서 밸브 구동 전압을 정밀 제어 하는 기능을 가지고 있다. 제어장치는 아날로그 및 디지털 제어회로의 전원용 +15 V DC와 밸브 구동용 +250 V DC 출력용의 전원 공급 장치(Power supply unit), 펄스 및 트리거 신호를 생성하는 Master Programmer unit), Pop 전압과 피드백의 중요한 기능을 수행하는 Valve controller unit로 제작 되었다. 피에조 밸브와 제어기는 상호 작용하여 동작을 원활히 할 수 있도록 특성 실험을 진행하여야 하며, 진공상태에서 Lack의 유무를 확인하여야 한다. 현재 개발 제작된 밸브의 진공누설시험 및 특성실험을 진행하고 있으며, KSTAR 5차 캠페인에 적용할 계획이다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.5 no.2
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• pp.126-133
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• 2006

This paper deals with technological and design skills for all pneumatical, hydraulical, mechanical and electrical parts related to control valve. Especially, a variety of dynamic characteristics, which are not easily extracted from field tests using control valves, are studied by system-simulation code, AMESim. The simulated results are also compared and examined with actual testing results in terms of physical dynamic characteristics. In addition, this paper contains the simulated system characteristics including dynamic characteristics in component level of valve itself. Based on the results, it is applied to control system of propellant feeding system in liquid-propellant engine of satellite launcher.

• ICROS
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• v.2 no.1
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• pp.18-24
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• 1996

본 연구에서는 향후 초소형, 초저가의 ABS가 개발되어 보편적으로 차량에 장착될 것을 대비해 독자적으로 설계, 제작된 ABS에 대해 제시하고자 한다. 개발의 목표는 유압 모듈레이터의 핵심 부품인 솔레노이드 밸브의 개발과 장착성이 우수한 소형의 PCB(Printed Circuit Board)형의 ECU(Electronic Control Unit)이다. 특히 개발된 밸브의 경우 현재 범용적으로 많이 사용되는 2포지션 2웨이 밸브가 아닌 2포지션 3웨이 밸브이며, 이로써 1채널당 브레이크 라인 압력을 제어하기 위해 1개의 밸브만 소요된다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.13 no.4
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• pp.50-59
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• 2019

The design of the main control valve, which is the main component of the flap control system, was based on actual manufacturing experience on the basis of trial and error method. In this paper, a model-based part design method is proosed. The flap control system consists of a main control valve, fail-safe valve, solenoid valve, LVDT and force motor. The main control valve consists mainly of a spool and slot. The important design parameters of the main control valve are the slot width, overlap and clearance. AMESim is linked to the model and it analyzes the flow path of the main control valve. Applying the proposed design procedure, it was confirmed that the required performance was satisfied within the allowable machining error range.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.4
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• pp.404-408
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• 2013

In this Study, another way to accomplish the goal of meeting large steam-flow requirements is the use of multiple valves. Multiple valves can provide better control in meeting the precision pressure controller requirements. Simulation demonstrates the effectiveness of the pressure controller. The key point of this study is to precisely control the position of the control valve on the outside of the electro-hydraulic system using a special PID controller. Simulation and experiments verify the performance of the controller.