• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.101-103
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• 2006

일반적으로 리니어 구동기나 회전하는 모터를 이용하여 적은 힘으로 증량의 물체를 이송하는 시스템이 개발되어 현자에서 사용되고 있다. 그러나 공기압이나 유압을 사용하는 리니어 구동기나, 회전하는 모터를 사용하기 때문에 Backlash를 비롯한 비선형성이 크기 때문에 성능의 한계를 갖는다. 본 논문은 동기형 리니어 모터를 구동하는 DSP 기반의 힘 제어기를 설계, 제작하고 힘제어를 이용하여 이송하는 시스템을 개발하고 시험한 내용을 보여준다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.19-19
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• 2004

햅틱장치는 가상환경이나 원거리에 있는 환경과 사용자가 상호 작용할 매 촉감이나 힘을 전달하는 장치이다. 사용자에게 힘을 제시하기 위한 액츄에이터는 모터와 브레이크가 많이 사용되는데, 각각의 특성에 맞게 제어하여 성능과 안정성을 동시에 만족시켜야 한다 모터와 같은 능동 액츄에이터는 토크를 원하는 방향으로 쉽게 출력할 수 있지만, 동작 중 불안정한 상태가 발생할 수 있다. 반면에 브레이크와 같은 수동 액츄에이터는 회전에 반대되는 방향으로만 토크를 발생시킬 수 있지만, 동작 중 에너지를 계속 소모하기 때문에 시스템이 본질적으로 안정하다.(중략)

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.899-903
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• 2013

셀프베어링 모터는 하나의 자기 구동기(magnetic actuator)로 회전 구동과 자기부상을 동시에 구현한 전동기로 베어링리스모터 혹은 베어링 내장 모터로 불리기도 한다. 셀프베어링 모터에서 자기부상제어를 구현하기 위해 부상력과 제어전류 간의 모델을 역변환하여야 하는데, 힘-전류 간의 모델을 결정하는 변환행렬이 정방행렬이 아니며, 의사역행렬(pseudo-inverse) 또한 회전자의 각도에 따라 특이점을 가지게 된다. 본 논문에서는 힘-전류 모델에 제한조건을 추가하여 연속적 역변환이 가능한 새로운 방법을 제시하고, 역변환 행렬을 해석적으로 구하였다. 연속적 역변환을 이용한 부상제어기를 구현하여 안정적 부상제어가 이루어짐을 확인하였다. 힘-전류 모델에 추가한 제한조건으로 상전류의 총합이 0 을 유지하여 전류에 의한 고정자 자속밀도를 제거함으로써, 이전 연구에서의 자기포화 문제를 근본적으로 해결하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.867-868
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• 2006

리니어 모터는 일반적으로 회전하는 모터와 같이 여러 형상의 극간에서 발생되는 힘의 균형에 의해서 구동되는 것이 일반적이다. 특히 하나의 극간에서 미소 구동하는 리니어 모터는 구동력과 실제 이동하는 위치 사이에서 댐핑이나 무게와 함 사이에서 발생하는 가속력의 차이에 의해서 주어진 힘의 파형과 움직이는 위치의 괴적이 만들어가는 이동자의 위치 사이에는 다소 시간 처짐이 발생하게 된다. 본 논문에서는 구동력과 실제 이동하는 위치 사이의 시간 처짐의 원인으로 알려져 있는 딤핑의 조건을 변화시키고 이에 다른 구동력의 변화를 알아보았다. 댐핑이 전형 없는 조건과 댐핑이 조금씩 증가함으로 인해서 주어진 시스템의 기계적 공진 영역에서 발생하는 여러 가지 구동특성을 정량적으로 평가해 보았다. 60[Hz]가 공진인 이동자와 탄성체로 이루어진 시스템에서 58-62[Hz]에서 구동될 경우 힘의 주파수와 가해진 힘에 다라 이동자의 초기 거동을 알아보았으며 초기 0.3초 구간에서 구동되는 특성을 알아보았다. 전체적으로 이동자의 구동 괴적과 주어진 힘의 파형 사이에서 발생하는 시간 처짐은 댐핑계수에 가장 지배적인 영향을 받았으며 구동 힘의 주파수가 공진주파수보다 작으면 점점 증가하고 크면 점점 감소하는 경향을 가지며 공진주파수의 구동력이 가해진다면 시간 처짐은 거의 변화가 없음을 알 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.80-85
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• 2011

본 논문은 인휠형 휠체어에 있어 휠 림에 걸리는 외력을 차량의 전압과 회전 속도를 통해 예측하고 이를 통해 각 바퀴에 사용자의 힘에 따라 차량의 방향 및 속도를 제어할 수 있도록 고안된 제어기 설계에 관한 논문이다. 최근 노인 인구의 증가로 인해 노인 및 장애인을 위한 이동기기에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히 많은 수의 고령자들이 휠체어를 이용하고 있다. 하지만 고령자의 경우 수동 휠체어 사용 시 국내 지형상의 문제로 인해 구동에 어려움을 겪는다. 또한 전동 휠체어의 경우 조이스틱으로 구동하므로 하체 근력 약화로 인해 휠체어를 이용하는 고령자의 경우, 상체 근력 또한 약화될 수 있다. 이를 극복하기 위해 림(rim)에 힘이 가해지는 힘의 크기를 파악하여 이에 상응하는 모터를 구동시키는 힘 보조형 인휠 전동기에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 힘 보조형 인휠 전동기의 경우 힘의 크기를 측정하기 위한 센서 모듈이 장착되어야 하며 이를 위해 힘의 크기를 측정하기 위한 별도의 림을 설계해야 하는 등 기구적 장치가 요구된다. 이에 본 논문에서는 이러한 힘의 크기를 측정하기 위한 림 설계 대신에 모터의 수학적 모델을 기초로 모터에 전달되는 전압과 바퀴의 현재 속도를 토대로 인휠형 모터에 걸리는 외력을 추정하고 이를 토대로 사용자의 이동 속도와 방향을 추정하여 모터를 이동시킬 수 있도록 하였다. 본 논문은 제안된 수학적 모델을 기초로 사용자의 구동 의지력을 정확하게 측정할 있었다. 또한 이를 기초로 한 제어기를 적용할 경우 인휠 휠체어를 사용자의 의지에 따라 이동할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.160-169
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• 1999

리니어 펄스 모터(LPM, Linear Pulse Motor)는 고정자와 가동자 사이의 공극에 미세한 치 피치로 되어 있기 때문에 고정밀의 유연한 선형운동을 필요로 하는 분야에 적합하다. 리니어 펄스모터의 힘과 위치는 치 피치, 공극 영구자석 및 여자전류에 의해서 민감하게 영향을 받는다. 따라서 LPM은 힘 특성을 해석하는 것이 매우 중요하다. 본 논문은 공극에서 힘 계산을 위하여 퍼미언스법을 적용하였다. LPM의 공극은 공압베어링에 의해서 발생된 압력으로 부상된다. 간단한 공압과 퍼미언스법은 일정 조건에서 공극을 계산하는 데 사용되었다. 따라서 최대로 이용할 수 있는 힘은 공극의 가변에 대한 자기수반 에너지법으로부터 구하였으며, 또한 수직력과 선형 추력은 미세 변위 1[mm]로부터 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5323-5329
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• 2013

스마트폰의 슬림화를 위한 방법으로 스마트폰의 두께 방향이 아닌 너비 방향으로 진동하는 수평 선형 진동 모터를 여러 회사에서 현재 개발 중이다. 진동 모터 개발과정 중 수학적 모델링을 이용한 방법은 진동을 예측하기 위한 효율적인 방법 중 하나이다. 하지만 실제 수평 선형 진동모터에서는 Lorentz Force에 의한 수평 힘과 진동자 내의 자석과 브라켓 사이에 작용하는 자력에 인한 인력과 진동자 중력에 의한 수직 힘이 발생하여 진동자는 수평 선형 운동이 아닌 비틀림 운동을 하게 된다. 즉, 진동자에 수평 힘만 고려되어져 이상적인 운동으로 가정하는 수학적 모델링은 해석 오차의 발생 원인 중 하나이다. 따라서, 본 논문은 상용 동역학 해석 프로그램인 "DAFUL"을 이용한 진동 모터의 동적해석을 제시한다. 이 해석 프로그램은 진동자에 작용하는 수평, 수직 힘을 모두 고려할 수 있어 실제 진동모터의 움직임에 가까운 운동을 구현하여 수학적 모델링이 가지는 한계를 극복할 수 있다. 또한 "DAFUL"을 이용하여 해석 결과를 검증하기 위해 실험을 행하였고, 각각의 데이터를 비교 및 분석하여 결과를 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권10호
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• pp.981-984
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• 2003

본 논문에서는 고정민 위치제어가 가능한 선형초음과 모터를 설계 및 제작하였다. 제안된 선형 초음파 모터의 발파장 진동자에 진계(Usinwt, Ucoswt)를 인가했을때 진동법의 불출부에서 발생하는 타원궤직은 이동자를 구동시킨다. 제작된 선형 초음파 모터의 면위궤적은 시뮬레이션 결과와 일치했으며, 압차력이 50 N일 때 이동자에서 발생하는 최대 힘은 9 N, 최대속도는 0.9 ㎧이고 20 N일 때 최대 힘은 2.4 N, 최대 속도는 0.38 ㎧의 특성을 나타냈다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.458-460
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• 2006

본 논문은 대면적 자기부상 스태이지의 정밀급 위치제어를 위한 시스템 구성 및 제어 알고리즘에 대한 연구결과를 기술한다. 자기부상 스태이지는 16개의 동기모터에 의해 구동되며, 각 모터의 Moving 부분에 수직방향의 힘과 수평방향의 힘을 모두 발생할 수 있도록 Halbach 구조로 되어 있다. Matlab/Simulink 모델링을 수행하였으며, Simulation 결과를 벼였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.46-55
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• 2006

본 논문은 DC 모터와 MR(magnetorheological) 브레이크를 갖는 하이브리드 구동기의 제어 방법을 제안한다 로봇을 포함하여 여러 영역에서 이용되는 DC 모터는 대표적인 능동형구동기로 중량 대비 출력 이 작고, 출력한계로 인해 어느 정도 이상의 제어 이득에서 힘 제어 특성이 불안정해지는 성질이 있다. 따라서 이러한 DC 모터의 제어 불안정성을 해결하고, 투명성을 높이기 위해 반능동형 구동기인 MR 브레이크를 DC 모터와 병렬로 연결한 하이브리드 구동기를 제안하고 이에 대하여 네트워크 이론에 기반을 둔 제어 방법을 제안한다. 입력전류의 방향에 따라 스스로 출력을 내는 DC 모터와는 달리 MR 브레이크는 입력전류의 부호가 바뀌는 것에 상관없이 외부의 부하와 반대의 출력을 내는 것이 그 특징이다. 이러한 MR 브레이크의 성질을 수동적이라 하고 네트워크 이론의 수동성을 이용한 하이브리드 구동기의 힘 제어 방법을 제안하고 실험을 통해 이의 성능과 안정성을 입증하였다.