• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.11d
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• pp.758-760
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• 2000

본 논문에서는 기구적으로 여유자유도를 갖는 로봇 매니퓰레이터 시스템을 대상으로 하여, 로봇 랜드가 주어진 제적을 추종할 수 있는 관절 토크를 유도하기 위한 동적제어 식을 새로이 구성하고, 동적제어식을 만족하는 관절 토크 해들 중에 국소적으로 토크의 크기를 최적화하는 해를 사용하는 최적토크제어를 제안한다. 최적토크를 구하는 문제에 있어 관절 토크에 가중치 행렬을 적용하여 각 관절 토크의 최대 크기의 비를 반영할 수 있도록 한다. 또한, 로봇 핸드 자코비안-관성 역행렬의 영공간에서 나타나는 영공간 관절 속도를 정의하고 이러한 영공간 관절속도가 최적토크제어에서는 로봇 시스템을 불안정하게 할 수 있다는 것을 보인다. 최적토크 제어의 이러한 문제를 해결하기 위하여 영공간 관절 속도를 제거하기 위한 소산토크를 유도하고, 최적토크제어식에 소산토크를 추가하는 방법을 제안한다. 평면형 3-자유도 로봇을 대상으로 한 모의실험을 통해 제안된 제어 방법의 우수성을 검증하고 그 결과를 분석한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07b
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• pp.798-800
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• 2000

전기기기의 구조 및 형상 최적화에 있어서 다양한 제한 사항과 설계방법들을 이용하기 위하여 전역 최대점과 함께 국소 최대점까지 고려할 수 있는 최적화 기법이 요구되고 있다. 다양한 제한사항들을 모두 목적 함수에 포함시킬 경우에 발생하는 여러 가지 문제점들을 해결하고 설계자의 주관적 평가도 활용할 수 있는 새로운 기법을 필요로 한다. 이처럼 다양한 해의 생성과 보존을 필요로 하는 분야에 니체(niche) 개념이 이용될 수 있다. 본 논문에서는 니체 개념을 포함하는 유전 알고리즘을 이용하여 토크의 선형성을 보장하는 토크 모터의 최적 설계를 수행하였다. 최적 설계 결과를 전역 최대점만을 찾는 최적화 기법과 비교하여 그 타당성을 입증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.11a
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• pp.223-224
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• 2012

본 논문은 퍼지 기반의 토크 분배 함수를 이용한 스위치드 릴럭턴스 모터의 토크 맥동 저감 기법을 제안한다. 일반적으로 스위치드 릴럭턴스 모터의 토크 맥동 저감 기법은 선행된 실험결과와 모터 파라미터의 변화에 대한 관측을 통해 오프라인으로 토크 분배 함수를 최적화한다. 이때, 모터의 높은 인덕턴스는 전류가 토크 분배 함수를 잘 추종하지 못하게 하여 의도치 않은 토크 맥동을 유발한다. 게다가 오프라인으로 토크 분배 함수를 계산하기 때문에 모델의 오차 및 변화에 따라 보상 성능이 저하 될 수 있다. 제안하는 제어기법은 퍼지 제어기를 이용하여 순시적으로 토크 분배 함수의 형상을 정정함으로써 토크 맥동을 저감한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 제어기법의 우수성을 보인다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• summer
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• pp.860-862
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• 2004

본 논문에서는 유전알고리즘과 유한요소법을 이용하여 BLDC 전동기의 코깅 토크를 최소화하기 위한 최적화 설계 방법을 제안하였다. 먼저 유전알고리즘을 이용하여 BLDC 전동기의 설계 변수를 추론하고, 유한요소법으로 코깅 토크를 구하였다. 유전알고리즘과 유한요소법을 사용함으로써 BLDC 전동기의 코깅 토크가 최소화 되는 영구자석의 형상을 전 영역에서 빠른 시간내에 구할 수 있었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.124-125
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• 2014

영구자석 동기 전동기가 정출력 영역에서 운전 되며 토크 제어가 수행될 경우 과도상태의 응답 특성은 정토크 영역에서 운전되며 토크 제어가 수행될 때보다 매우 중요하다. 본 논문에서는 정출력 영역에서 안정된 토크 제어를 수행하기 위한 전류 제어기의 최적화 방법을 제안하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.11
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• pp.1125-1130
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• 2017

The tooth shapes of serration-type and spline-type reactors are optimized using finite element methods to improve the working life of the part and to lower the stress concentration during rotation resulting from contact with the outer race for a reactor operating with $170^{\circ}C$ transmission oil. The results of thermal expansion analyses between an Al reactor and the steel outer race indicate that, before optimization, the gap between the two parts increases further as the serration-type reactor expands by 0.1 mm and the spline-type one strains by 0.08 mm. Because of shape optimization, a trapezoidal shape is obtained from the initial triangular serration and the rectangular spline of the two reactors. The maximum von Mises stress of the serration-type convertor decreased by 24.5 ％, and by 9.3 ％ for the spline-type convertor. In addition, there is a 13 ％ reduction in the axial thickness, as compared to the initially designed model.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1997.07a
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• pp.30-33
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• 1997

이 논문에서는 코깅 토크의 최소화와 효율의 최대화를 위해 전동기의 영구자석과 고정자 슬롯의 형상 최적화 방법을 제시하였다. 자계 해석은 유한요소법을 이용하였고, 토크의 계산은 가상번위법에 의하여 수행하였다. 형상 최적화를 위해서는 다중 목적 프로그래밍 기법과 개선된 ES를 적용하였다. 그리고 결과로 최적 설계된 전동기를 초기 전동기와 비교하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.11
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• pp.755-760
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• 2016

The demand for independent generators using renewable energy has been increasing. Among those independent generators, small wind turbine generators have been actively developed. Permanent magnets are generally used for small wind turbine generators to realize a simple structure and small volume. On the other hand, cogging torque is included due to the structure of the permanent magnet synchronous machine, which can be the source of noise and vibration. The cogging torque can be varied by the shape of the permanent magnet and core, and it can be reduced using the appropriate design techniques. This paper proposes a design technique that can reduce the cogging torque by changing the shape of the permanent magnets for SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Motor), which is used widely for small wind turbine generators. Evolution Strategy, which is one of non-deterministic optimization techniques, was adopted to find the optimal shape of the permanent magnets that can reduce the cogging torque. The angle and outer diameter of permanent magnet were set as the design variable. A 300W class wind turbine generator, whose pole/slot combination was 8 poles/18 slots, was designed with the proposed design technique. The properties of the generator, including the cogging torque and output voltage, were calculated. The calculation results showed that the cogging torque of the optimized model was reduced compared to that of the initial model. The design technique proposed by this paper can be an effective measure to reduce the cogging torque.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.790-791
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• 2015

본 논문에서는 Radial flux density($B_r$)를 고려하여 매입형 영구자석 동기 전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)에서 진동, 소음 발생의 원인이 되는 코깅토크를 최적화하는 방법을 제시한다. Maxwell Stress Method에 의하면 토크는 $B_r$에 비례한다. 따라서 $B_r$과 토크의 상관관계를 이용하여 코깅토크를 저감시켰다. 코깅토크가 가장 큰 회전자의 위치에서 회전자 표면의 $B_r$을 확인한 후 에 노치(Notch)를 적용할 위치를 선정하였다. 그리고 제안한 방법이 매입형 영구자석 동기 전동기 모델에서 효과적으로 코깅토크를 저감시키는 것을 유한요소법을 통해 검증하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.8
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• pp.1129-1136
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• 2010

Damper springs in a drive-line absorb the impulsive torque generated when a lock-up clutch is connected directly, instead of via a fluid coupling. Design optimization and finite element analysis were performed to improve the shock- and vibration-absorption capacity of the lock-up clutch. For this purpose, a multi-body dynamics model was developed by including the main parts of a vehicle, such as an engine with a clutch, a transmission, drive shafts and wheels, and a whole mass of a vehicle. The spring constants were selected so that resonance of a system could be avoided. Damper springs were optimized on the basis of the spring constants, impulsive torques, compressed angles, spring counts, fatigue constraints, etc. Topology optimization was performed for three plates with the damper springs. The compliance was set up as an objective function, and volume fraction was fixed below 0.3. A new shape for the plates was proposed on the basis of the topology result.