Force measuring devices should be calibrated to guarantee their test results. In order to establish the force standards in Korea, deadweight machines of 5 kN, 20 kN, 100 kN and 500 kN capacity and a hydraulic force standard machine of 2 MN capacity were installed at the Korea Research Institute of Standards and Science(KRISS). As heavy industries in Korea have been developed, we should measure large forces over 2 MN capacity precisely in industries. We developed a 10 MN force standard machine with built-in force transducers which is more compact and cheaper than hydraulic force standard machines which have been widely used as large force standards in most national metrology laboratories. Test results reveal that the relative expanded uncertainty of the force machine is less than 4.1 $\times$ 10-4 in the range of 1 MN-4.5 MN.
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.
초음파 변환기의 방사 컨덕턴스를 결정하기 위해서는 변환기로부터 방사된 음향파워와 입력전압의 정밀측정을 요구하게 된다. 음\ulcorner파워는 초음파를 거의 완전 반사시킬 수 있는 표적을 사용하여 변환기로부터 방사된 음압에 의해 표적에 가해진 힘을 수동맞저울과 레이저 간섭계로 측정하여 구하였으며, 입력전압을 열 변환기와 전압계를 한 시스템으로 하여 정밀 측정하였다. 방사 컨덕턴스의 최대 측정오차는 $\pm$4% 이내로 평가되었다.
본 논문에서는 특정한 형태의 제약 즉, 매니퓰레이터의 자유도와 주어진 제약조건의 차원의 차이가 1이며, 매니퓰레이터의 동역학을 작업영역에서의 축차모델로 나타내었을 때, 변환행렬이 단위행렬로 나타나는 제약을 가지는 불확실한 로봇 매니퓰레이터의 위치/힘 추종을 위한 적응제어기를 제안한다. 제안된 제어기는 비선형 좌표변환을 통하여 얻어진 로봇의 축차모델(reduced-order model)을 이용하여 위치제어와 힘제어의 문제를 분리한다. 특히, 비선형 동적 필터를 이용하여 위치의 측정만을 필요로 하며, 적응제어 기법을 통하여 전역 점근적인 안정성을 보장한다.
공기경계층을 갖는 유리평판에서 힘의 크기가 10N이고 상승시간이 약 280ns 인 경사 점하중이 인가된 경우에 대하여 진앙점에서 입자 변위와 입자 속도를 계산하였다. 이론적으로 계산된 수직성분이 입자속도가 PZT변환자에 입사한다고 가정하여 PZT 변환자의 과도 응답특성을 Mason 등가회로와 격자점을 이용하여 계산하였다. 유리모세관의 파과시에 방출괴는 과도탄성파를 이용하여 유리평판의 진앙점에서 PZT 변환기의 응답을 조사하였고, 이론과 비교한 결과 상당히 일치하였다. 이를 이용하여 음향방출 시스템인 발생원, 전파매질, 변환자 및 신호분석시스템을 수학적으로 모형화할 수 있는 기초를 마련하였다.
21세기 지식 정보화 사회로의 변환기에 힘을 실어 국가의 발전을 지속시켜 나가기 위해 세계 각국은 정보통신산업의 육성에 다각적인 노력을 기울이고 있다. 이는 정보통신산업이 그 자체로서 미래 주도 산업일 뿐만 아니라 타 산업에서의 경쟁력 확보에 결정적으로 기여함으로써 국가 경쟁력 강화에 가장 중요한 인프라로서의 역할을 수행하기 때문이다. 첨단 기술을 바탕으로 벤처 창업이 활발한 요즘 국내산업 발전과 기술우위의 경쟁력 확보에 중추적인 역할을 담당하고 있는 신생 벤처 기업체들을 탐방하여 현황과 사업구상 및 비전을 탐색하고자 연재를 기획하였다. 특히 첨단기술을 바탕으로 한 이들 창업회사의 그간의 실무를 통하여 터득한 공과를 짚어봄으로써 발전방향을 모색하고 육성을 위한 방안제시의 자료로 삼고자 한다. 이번 호에는 블루웨이브텔(주)과 에이알테크놀로지(주)를 소개한다.
21세기 지식 정보화 사회로의 변환기에 힘을 실어 국가의 발전을 지속시켜 나가기 위해 세계 각국은 정보통신산업의 육성에 다각적인 노력을 기울이고 있다. 이는 정보통신산업이 그 자체로서 미래 주도 산업일 뿐만 아니라 타 산업에서의 경쟁력 확보에 결정적으로 기여함으로써 국가 경쟁력 강화에 가장 중요한 인프라로서의 역할을 수행하기 때문이다. 첨단 기술을 바탕으로 벤처 창업이 활발한 요즘 국내산업 발전과 기술우위의 경쟁력 확보에 중추적인 역할을 담당하고 있는 신생 벤처 기업체들을 탐방하여 현황과 사업구상 및 비전을 탐색하고자 연재를 기획하였다. 특히 첨단기술을 바탕으로 한 이들 창업회사의 그간의 실무를 통하여 터득한 공과를 짚어봄으로써 발전방향을 모색하고 육성을 위한 방안제시의 자료로 삼고자 한다. 이번 호에는 블루웨이브텔(주)과 에이알테크놀로지(주)를 소개한다.
This paper describes the design and implementation of a robot's gripper control system. In order to safely grasp an unknown object using the robot's gripper, the gripper should detect the force of gripping direction and the force of gravity direction, and should perform the force control using the detected forces and the robot's gripper control system. In this paper, the robot's gripper control system is designed and manufactured using DSP(Digital Signal Processor), and the gripper is composed of two 6-axis force/moment sensors which measures the Fx force(force of x-direction), Fy force, Fz force, and the Mx moment(moment of x-direction), My moment, Mz moment at the same time. The response characteristic test of the system is performed to determine the proportional gain Kp and the integral gain Ki of PI controller. As a result, it is shown that the developed robot's gripper control system grasps an unknown object safely.
본 기술 특집호에서는 최근메 강인제어 분야에서 많이 주목받고 있는 사전규정 오차 구속제어기법들메 대해 기본적인 개념과 각 구속제어 기법들이 특징들을 소개한다. 기존의 제어기법들은 안정도 및 일정한 출력성능은 보장하지만 선정된 제어기 게인 값에 따라 추종성능이 민감하게 변하며 안전을 위한 제약이 없는데 반해 이러한 구속제어는 최소한의 게인 선정으로 오버슈트, 정상오차 등에 대해 사전에 규정한 성능범위를 만족하도록 강제로 구속시켜 출력성능 및 안전성이 동시에 보장되도록 한다. 이러한 구속제어는 오버슈트에 크게 영향을 받는 정밀기기 위치제어, 힘 제어에서 안전성을 확보해주며 외란이나 시스템 불확실성에 매우 강인한 특성을 갖는다. 가장 먼저 연구된 구속제어는 funnel 제어로서 시스템의 동적 모델을 포함하지 않는 비모델 기준 제어기법이다. 추종오차의 초기값이 오차에 대한 사전 구속함수로 구성된 funnel (깔데기) 안에 있으면 항상 사전메 규정된 오차범위 내에 머물도록 funnel 제어기가 작동하며 PD 제어와 구조가 유사하다. 다음으로 tanh 함수와 추종오차 변환을 결합한 방법으로서 전통적인 순환적 (recursive) 제어방법인 backstepping 제어와 결합하는 방법이다. 최종적므로 좀더 단순한 오차변환을 통해 오차에 대한 switching을 이용한 기법은 제어기 구조를 단순하게 만들고 기존의 제어기와 편리하게 결합할 수 있다. 이러한 구속제어 기법들은 또한 미지의 시스템에 특성에 대해 관측기나 지능제어를 이용한 근사함수를 요구하지 않는다. 본 특집호에서는 최근까지 연구된 구속제어에 대한 간단한 이론과 적용 결과들을 제시하기로 한다.
트러스는 교량이나 건축물 설계 등에 많이 사용되는 구조물로서 기본적인 설계요소이며, 설계자는 이러한 구조물의 원리를 완전히 이해하여 설계에 적용할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 트러스 구조물의 힘을 기본역학에서 예측되는 오차범위 이내로 실험법으로 측정할 수 있는 기구설계 방법을 제시하였다. 상용으로 제작된 재래식 변형률 측정 장치는 고가이고 복잡하므로 구조를 이해하기가 어려우므로 본 측정기구에서는 휘트스톤브리지 회로를 적용, 스트레인 게이지 및 A/D 변환기 조립하여 하중과 변형률을 쉽게 측정할 수 있도록 하였다. 제작된 기구를 이용하여 구조물에 하중을 가하여 변형률을 측정하였으며, 측정결과를 이론적으로 예측한 값과 비교하여 실용성을 입증하였다. 이 측정 기구는 저렴한 값으로 제작할 수 있으며, 크기가 작아 탁상에서 교육용 실험 및 실습 장비로 적합할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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