• 한국생산제조학회지
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• 제19권5호
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• pp.645-652
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• 2010

For free motions, vibration suppression of single flexible manipulators has been one of the hottest research topics. However, for cooperative motions of multiple flexible manipulators, a little effort has been devoted for the vibration suppression control. So, the aim of this paper is to develop a hybrid force/position control and vibration suppression control scheme for multiple cooperation flexible manipulators handling a rigid object. In order to clarify the discussion, the motions of dual-arm experimental flexible manipulator are considered. Using the developed model, we control a robotic system with hybrid position/force control scheme. Finally, Experiments are performed, and a comparison of experimental results is given to clarify the validity of our control scheme.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권7호
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• pp.189-195
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• 2000

For free motions, vibration suppression of flexible manipulators has been one of the hottest research topics. However, for constrained motions, a little effort has been devoted for vibration suppression control. Using the dependency of elastic deflections of links on contact force under static conditions, vibrations for constrained planar two-link flexible manipulators have been suppressed successfully by controlling the contact force. However, for constrained spatial multi-link flexible manipulators, the vibrations cannot be suppressed by only controlling the contact force. So, the aim of this paper is to clarify the vibration mechanism of a constrained, multi-DOF, flexible manipulator and to devise the suppression method. We apply a concise hybrid position/force control scheme to control a flexible manipulator modeled by lumped-parameter modeling method. Finally, a comparison between simulation and experimental results is presented to show the performance of our method.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 춘계학술대회논문집; 한국과학연구소, 21 May 1993
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• pp.86-92
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• 1993

자동차의 현가장치에 대한 능동제어연구는 국내외적으로 활발히 진행되어 왔다. 수동식현가장치는 단순히 스프링과 감쇠기로 차체의 진동을 수동 제어 하므로 성능 향상에 한계가 존재하게 된다. 수동식 현가장치가 강성계수와 감쇠계수를 조절함으로써 차체로 들어오는 진동을 억제하는 반면, 능동식제 어는 보통 유압을 이용하여 효율적으로 차체에 들어오는 진동을 억제시키게 된다. 일반적으로 자동차가 능동현가장치 설계시 요구되는 사항은 탑승자의 승차감, 조종성, 현가장치의 공간확보 문제, 경제성(제어력), 실제적으로 자동 차에 적용할 수 있는 능동제어기법인가 하는 문제이다. 자동차 능동식 현가 장치는 보통 1/4 car (2자유도계), Full-car 모델 (7자유도계) 등으로 모델링 을 하여 능동제어기를 설계한다. 1/4 car 모델의 특징은 해석이 비교적 단순 하고 현가장치의 동적거동을 이해하는데 유용하고 실험을 하거나 실제 자동 차에 적용하기 쉬운 반면에 Full-car 모델에 비해 제어력의 효율이 떨어진다 는 단점이 있다. 그 이유는 1/4 car 모델은 차체의 동역학적 특성을 고려하 여 설계하지 않았기 때문에 4개의 독립현가차축에서는 오직 그 현가축방향 으로 발생하는 수직방향의 진동만을 제어하기 때문이다. 따라서 동역학적 역 성에 기인하는 운동을 제어하는 비효율적인 제어력이 공급된다는 단점을 갖 는다. 이에 비해 full-car 모델은 주행모드(수직, 롤링, 피칭운동)간의 연성을 고려하여 제어기를 설계할 수 있기 때문에 1/4 car 모델에 비해 제어력의 효 율이 높다는 장점이 있는 반면에 모델이 수학적으로 복잡하므로 제어력을 구하는데 계산량이 많고, 실제 자동차에 적용하기에 복잡하다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 쉽게 실험할 수 있고, 실용화할 수 있는 1/4 car 모델에 대하여 능동제어기를 설계하여 실제자동차에 능동제어기를 적용할 때 참고가 될 수 있도록 하였다. 자동차는 저주파영역의 밴드통과필터 역할 을 하므로 저주파에서의 성능, 특히 탑승자가 민감하게 느끼는 0.5Hz - 10Hz 부근의 주파수성능은 승차감, 조종성에 상당히 중요하다. 이에 본 논문 에서는 0.5Hz - 10Hz 부근의 승차감, 조종성의 향상에 초점을 두고 차체의 속도를 출력변수로 한 LQG/LTR 제어기를 설계하였다. LQG/LTR 설계기법 은 안정도-강인성이 좋은 체계적인 설계기법으로서 전 상태를 측정할 필요 가 없으므로 실제 적용시 효과적이다. 또한 자동차의 제원의 변화에 대한 고 유치의 민감도해석과 새로운 개념으로 안정도-강인성(Robustness)해석을 하 여 수동시스템과 능동시스템의 강인성을 비교하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.270-275
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• 1995

본 논문에서는 3자유도를 갖는 2차원 강체날개의 플러터 속도를 향상시키는 축차 제어기를 설계하는 기법을 연구하였다. 먼저 2차원 강체날개의 운동방정식을 유도하고 플러터 해석을 수행하였다. 다음 수동계의 플러터 속도를 향상시키는 능동제어기를 설계한 후 제어기의 차수를 축차하는 기법을 적용하여 저차의 능동제어기를 구성하였다. 제어기 축차기법으로는 BACR을 사용하였으며 전차 제어기의 상태변수를 약 80%정도 줄일 수 있다. 축차된 제어기를 사용한 능동시스템과 전차 제어기를 사용한 능동시스템의 제어효과의 차이는 무시 할 수 있을 정도로 매우 작다. 따라서, BACR을 사용하여 얻은 축차된 제어기를 사용하면 상당한 계산량 감소효과와 실시간 단축효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 또한 동일한 돌풍입력에 대한 각각의 능동 시스템의 시간응답도 매우 양호한 결과를 얻을 수 있었으며, 전차 제어기를 사용한 능동시스템의 돌풍응답과 축차된 제어기를 사용한 능동시스템의 돌풍 응답 사이의 차이도 매우 작게 나타났다. 그러므로, 항공기 날개의 능동 플러터억제에는 BACR을 이용하여 설계한 축차된 제어기가 플러터 능동제어에 매우 유용하다고 할 수 있다. 그러나 BACR을 사용하기 위해서는 요구되는 정확도와 계산량에 대한 상호 절충과정이 반드시 필요하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.103-113
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• 2000

유연체 부착물을 갖는 인공위성의 수학적 모델링에 관한 방법은 몇 가지들이 있다. 본 논문에서는 FEM에 비해 차수가 낮아 계산시간을 줄일 수 있는 근사화 방법중 하나인 추측모드법을 사용한 하이브리드 라그랑지 방정식을 유도하였다. 이것들은 각속도에 관한 세개의 식들과 유연변위에 관한 두개의 식들로 이루어지며, 위성 본체와 태양전지판의 상호작용을 표현한다. 자세제어에 있어서, 제어법칙은 제어입력뿐만 아니라 진동억제를 포함한 성능지수를 최소화하도록 설계하였다. 이 목적을 위해 본 논문은 LQG와 LQG/LTR 제어기를 사용하였고, 결과로는 진동억제를 고려한 소각선회 성능을 보여준다. 특히, 본 논문에서는 특이시스템을 특이값 분리에 의한 비특이시스템 가정법을 통한 LQG/LTR 설계를 보여준다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권1호
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• pp.18-28
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• 1998

초크랄스키 대류에서의 온도진동 억제에 대한 실험 및 수치해석 연구가 수행되었다. 결정봉 회전 가속화기법을 초크랄스키 성장에 적용시키기 위해 결정봉 회전가속도를($\Omega=\Omega_0(1+A sin 2{\pi}ft/t_p)$)로 변화시켰다. 여기서 A는 가진증율, f는 가진주파수인자를 나타낸다. 제어이전에 나타나는 고유한 온도진동 주기 ($t_p$)를 근거하여, 무차원 혼합대류인자($0.217{\leq}Ra/PrRe^2{\leq}1.658$)에 온도진동 감소율을 조사하였다. 또한 제어인자 A와 f에 대한 효과를 조사하였다. 용융유동 내의 온도진동 억제 현상을 이해하기 위해 자오면상에 나타나는 온도 및 와도분포가 면밀히 검토되었다.

• 소음진동
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• 제8권1호
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• pp.171-179
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• 1998

The present paper deals with the dynamic stability and vibration suppression of a cantilevered flexible pipe having a tip mass under an internal flowing fluid. The equations of motion are derived by energy expressions using extended Hamilton's principle, and some analytical results using Galerkin's method are presented. Finally, the vibration suppression technique by means of an internal fluid flow is demonstrated experimentally.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.79.2-79.2
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• 2011

플라이 휠 에너지 저장장치(Flywheel Energy Storage System: FESS)는 전기 에너지를 회전 운동 에너지로 저장하였다가 필요시 회전 운동에너지를 전기 에너지로 변환하여 재사용 가능한 에너지 저장장치 이다. 최근 전력 변환 기술의 발전으로 인하여 플라이휠 에너지 저장 장치의 에너지 입출력 속도가 빨라지고 대용량의 에너지를 저장할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 이러한 플라이휠 에너지 저장 장치의 전력 입출력 특성을 이용하여 전력 시스템에서 발생하는 저주파 진동(Low frequency oscillation)을 억제하는 방안을 제시 하여 안정도를 향상 시키고자 하였다. 전력 시스템은 발전조건, 전송조건, 부하조건에 따라 동작 조건이 지속적으로 변하고 있다. 이러한 동작 환경 변화는 전력 시스템에 대한 수학적인 표현과 실제 전력계통간의 차이가 발생하기 때문에 정확한 제어 목적을 달성하기가 힘들다. 따라서 본 논문에서는 제어기 설계 단계에서 전력 계통의 불확실성을 고려할 수 있는 $H_{\infty}$ 제어 기법을 이용하여 플라이휠 에너지 저장장치를 위한 강인 제어기를 설계 하였다. 제안한 플라이휠 에너지 저장장치의 강인 제어기의 유용성을 입증하기 위하여 1기 무한대 모선에 적용한 결과를 비선형 시뮬레이션을 통하여 다양한 외란이 발생한 경우에 외란 억제 성능과 강인성에 대하여 고찰 하였으며, 제안한 방식이 기존의 전력계통 안정화 장치(Power system stabilizer: PSS) 보다 효율적이며 전력계통의 안정도 향상에 크게 기여함을 보이고자 하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제3권3호
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• pp.83-90
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• 1999

제어이론분야에서의 발전은 그러한 이론을 다방면으로 응요할 수 있는 분야를 더더욱 폭넓게 제공해 주고 있다. 자동화와 관련된 분야뿐만 아니라, 건축 및 토목분야에서도 고도의 제어어이론을 응용한 예를 쉽게 접할 수 있게 되었으며, 지진동에 의한 구조물의 진동을 억제하려는 방책이 그 ??ㅣ다. 이에 관한 많은 연구에서도 알 수 있듯이, 일반적으로 구조물의 수학적 모델에만 의존하여, 즉 구조물의 설계파라미터는 이미 설계되어져 있다는 가정하에 제어계를 설계하고 있다. 그러나 이러한 설계법에 있어서는 설계자로 하여금 구조물의 설계파라미터를 조정할 수 있는 자유도는 전혀 주어지지 않게 되며 단지 제어계의 파라미터를 조정하는 자유도만 허용된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 구조계 및 제어기의 설계파라미터를 동시에 조절할 수 있는 자유도가 허용되는 '구조계/제어계의 동시 최적화' 기법이 있다. 따라서 본 논문에서는 교량의 주탑 및 해양구조물 등의 진동제어 문제에 이러한 설계기법을 이용하여 주어진 설계사양을 만족하도록 구조계 및 제어계의 파라미터를 최적화 한다. 특히 본 논문에서는 제어계 설계 문제에 있어서의 일반적인 경우를 고려하여 상태의 일부가 관측된다고 가정하고 출력피드백의 경우에 대해 고찰하고 있다. 이때의 설계사양은 선형행렬부등식(LMI)으로 주어지며, 실험을 통하여 본 논문에서 소개하는 설계기법의 유효성을 검증한다.

• 소음진동
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• 제3권4호
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• pp.293-299
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• 1993

최근 토목, 건축재료 및 시공기술의 발전과 더불어 컴퓨터를 이용한 해석 기법의 개발, 경제규모의 확대, 주변환경과의 조화 및 미적감가의 끊임없는 추구는 구조물의 장대화, 연성화, 다양화는 물론 구조감쇠율의 감소 등을 가져옴으로서 바람에 의한 동적 거동의 영향이 증대되어 이에 대한 검토의 중요성이 크게 부각되기 시작하였다. 특히, 최근들어 활발히 계획, 공사중인 여러 현수교, 사장교 구조물 중 시공단계로서의 독립 tower, 발전소의 장대 굴뚝, 고층건물, 전망 tower, 공항 관제 탑 등이 좋은 예이다. 따라서 이들 구조물의 설계과정에서 제안된 여러형태의 진동 제어 방법중 수동 감쇠장치에 대하여 소개하기로 한다. 감쇠장치는 직접 외부에 부착 하는 강제 감쇠장치와 소량의 질량, 스프링과 감쇠장치들을 조합하여 부착하는 수동 감쇠장치가 있다. 수동감쇠장치는 소규모로서 유지보수가 거의 필요 없으며 외관의 변화가 거의 없고 저렴하다는 장점이 있다. 여러종류의 수동감쇠장치, 즉 TMD, IMD 그리고 TSD에 대한 개략적인 이론과 그 사용예에 대하여 설명하였다. 실험적 검증 및 실측결과 각 장치가 바람에 의해 야기되는 진동현상을 억제하는데 매우 유효한 것으로 판정되었고 또한 크기가 소규모일 뿐 아니라 유지보수가 거의 없으며 비용도 저렴하여 국내 건설 또는 건설예정인 유사구조물에도 많은 적용이 예상된다.