• 한국산업융합학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.81-87
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• 2016

This paper presents a new approach to control of stable motion of single wheel driving robot system of a pitch that is controlled by an in-wheel motor and a roll that is controlled by a reaction wheel. This robot doesn'thave any actuator for a yaw axis control, which makes the derivation of the dynamics relatively simple. The Lagrange equations was applied to derive the dynamic equations of the one wheel driving robot to implement the dynamic speed control of the mobile robot. To achieve the real time speed control of the unicycle robot, the sliding mode control and optical regulator are utilized to prove the reliability while maintaining the desired speed tracking performance. In the roll controller, the sigmoid-function based robust controller has been adopted to reduce the vibration by the situation function. The optimal controller has been implemented for the pitch control to drive the unicycle robot to follow the desired velocity trajectory in real time using the state variables of pitch angle, angular velocity, angle and angular velocity of the driving wheel. The control performance of the control systems from a single dynamic model has been illustrated by the real experiments.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권2호
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• pp.752-760
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• 2018

In this paper, interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) design for sensorless drive, considering magnetic neutral point shift according to magnetic saturation, has been proposed. Sensorless control was divided into a method based on inductance and a method based on back induced voltage. Because induced voltage is very small at zero or low speed, error in rotor initial position estimation may occur. Using the ratio of saliency addresses this problem. When using high-frequency injections at low speed, the rotor's initial position is estimated at the smallest portion of the inductance. IPMSM has the minimum inductance at the d-axis. However, if magnetic saturation leads to magnetic neutral point variation, following the load current change, there is a change in the minimum point of inductance. In this case, it can lead to failure of initial rotor position estimation. As a result, it is essential that the blocking design has an inductance minimum point shift. As such, in this study, an IPMSM design method, by blocking magnetic neutral point change, has been proposed. After determining the inductance profile based on the finite element analysis (FEA), the results of proposed method were verified.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제36권2호
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• pp.157-163
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• 2013

2차원 방향으로 납을 이동하여 방사선 세기를 조절하는 기존의 다엽콜리메이터와는 다른 방식으로 고안 된 3차원 콜리메이터를 개발하였다. 3차원 콜리메이터는 복잡한 기하학적 구조에 방사선 조사에 있어 실시간으로 선량을 변화 할 수 있다. 3차원 콜리메이터는 정육면체 구조로 이를 구성하는 각각의 복셀화된 콜리메이터는 모터와 납으로 연결되어 있다. 각각의 프레임은 컴퓨터로 코딩된 FPGA 신호를 회로에 전달하여 계획대로 개별적으로 움직일 수 있다. 여러 가지 복잡한 기하학적 구조를 몬테칼로 시뮬레이션을 이용하여 결과를 도출하고 직접 실험한 결과를 비교 분석 하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1883-1886
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• 2005

In this paper, a decoupled dual servo (DDS) stage for ultra-precision scanning system with large working range is introduced. In general, dual servo systems consist of a fine stage for short range and a coarse stage for long range. The proposed DDS also consists of a $XY\theta$ fine stage for handling and carrying workpieces and one axis coarse stage. Its coarse stage consists of air bearing guide system and a coreless linear motor with force ripple. The fine has four voice coil motors(VCM) as its actuator. According to a VCM's nature, there are no mechanical connections between coils and magnetic circuits. Moreover, VCM doesn't have force ripples due to imperfections of commutation components of linear motor systems - currents and flux densities. However, due to the VCM's mechanical constraints the working range of the fine is about $25mm^2$. To break that hurdle, the coarse stage with linear motors is used to move the fine about 500mm. Because of the above reasons, the proposed DDS can achieve higher precision scanning than other stages with only one servo. With MATLAB's Sequential Quadratic Programming (SQP), the VCMs are optimally designed for the highest force under conditions and constraints such as thermal dissipations due to its coil, its size, and so on. And for their movements without any frictions, guide systems of the DDS are composed of air bearings. To get precisely their positions, a linear scale with 5nm resolution are used for the coarse stage's motion and three plane mirror laser interferometers with 5nm for the fine's $XY\theta$ motions. With them, on scanning the two stages have same trajectories. The control algorithm is named Parallel method. The embodied ultra-precision scanning system has sub 100nm following error and in-positioning stability.

• 정신신체의학
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• 제7권2호
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• pp.174-183
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• 1999

본 연구는 자동차사고 이후 신체적 증상에 대한 치료를 받은 후 정신과적 진단 및 치료 또는 정신감정을 위해 정신과로 의뢰되었던 44명의 환자를 대상으로 자동차사고와 외상후 스트레스장애와의 관계를 평가하기 위한 것이다. 외상후 스트레스장애 진단은 외상후 스트레스장애 척도(CAPS)를 사용하여 DSM-IV 진단기준에 따라 분류하였고, 축소형 부상척도(AIS)를 사용하여 신체적 손상과 외상후 스트레스장애 증상과의 관계를 조사하고 외상후 스트레스장애와 Axis I 공존질환 유무에 대해 알아 보았다. 자동차 사고후 정신과에 의뢰된 대상자 44명중 20명(45.5%)이 외상후 스트레스장애로 진단되었고 13명(29.5%)이 아증후성 외상후 스트레스장애에 속하였다. 신체적 부상의 정도는 외상후 스트레스장애 증상을 예견하는 것으로 나타났다. 외상후 스트레스장애군은 외상후 스트레스장애 진단 기준 BCD 모든 증상에서 높은 비율을 나타냈고, 아증후성 외상후 스트레스장애군은 기준 B와 D 증상에서 비교적 높은 비율을 나타냈으며, 두 군 모두 기준 B 가운데 '사건에 대한 반복된 꿈' 항목의 비율이 가장 높았다. 외상후 스트레스장애군의 55%가 주요우울증을 동반하였다. 결론적으로 본연구의 결과는 외상후 스트레스장애가 자동차사고 이후 흔히 올 수 있는 정신장애임을 시사하고 있다. 따라서 자동차사고 후 신체적 손상에 대한 치료를 받고 마지막으로 정신과에 의뢰된 환자들에 대해서는 적어도 치료계획에서 외상후 스트레스장애라는 진단을 정규적으로 고려해야만 할 젓이고. 특히 취약성이 있는 환자들에 대해서는 조기 중재가 외상후 스트레스장애 증상을 예방할 수 있을 것이라고 생각된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.94-105
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• 2010

인버터 구동 영구자석 동기전동기에서 고정자 권선과 인버터 스위치에 고장이 존재할 때 동작 중 실시간으로 고장을 검출하고 고장의 유형을 판별할 수 있는 진단 기법이 제시된다. 제안된 기법은 q축 전류의 2차 고조파를 실시간으로 관찰함으로써 이루어지며 고장이 없는 정상 조건에서의 고조파 데이터와 비교를 통해서 고장을 판별한다. 임의의 정상 동작 조건에서의 고조파 데이터는 선형 보간법을 이용해 구해진다. 고장 검출 시 진단 알고리즘은 고장 유형 판별모드로 전환되어 상전류의 파형 분석을 통해 고장의 유형을 판별한다. 제안된 고장 검출 기법의 타당성을 입증하기 위해 내부 권선 단락이 가능한 전동기가 제작되었으며 전체 시스템과 고조파 분석 및 고장 검출 알고리즘이 DSP TMS320F28335에 의해 구현된다. 제안된 방법은 부가적인 진단 장비를 요구하지 않으며 정상상태 조건이 만족된다면 동작 중 실시간으로 고장을 검출할 수 있다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권4호
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• pp.63-70
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• 2011

본 논문은 비고정식 가속도계를 이용하여 운동 중 에너지 소비를 추정하였다. 가속도계 기반의 에너지 소비를 추정하는 대부분의 연구는 가속도계를 체중심에 부착한 고정방식이지만 본 연구에서는 가속도계를 고정시키지 않은 상태로 하의 주머니에 넣고 운동 중 에너지 소비를 추정 하였다. 에너지 소비 추정을 검증하기 위해 피험자는 가스 교환 방식의 간접칼로리미터와 고정식과 비고정식의 가속도계를 동시에 착용한 후 모터 구동 방식의 트레드밀에서 실험을 수행하였다. 28명의 피험자중 20명은 실험군으로, 8명은 대조군으로 분류하였다. 실험군의 데이터를 이용하여 간접칼로리미터의 에너지 소비량을 종속 변수로, 가속도 신호의 신호크기 면적을 독립변수로 설정하여 선형 회귀식을 유도하였다(결정계수: 0.98, 유의성: p<0.000). 대조군의 데이터를 이용하여 에너지 소비를 추정한 결과 간접칼로리미터와 비교시 고정식인 경우 15.0%, 비고정식인 경우 17.0%의 평균오차를 보였다. 비고정식과 고정식의 가속도계를 이용한 에너지추정 오차는 2%로 이 결과를 바탕으로 본 연구에서 제안한 비고 정식 가속도계 방식을 이용하여 운동 중 에너지 소비를 추정할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제19권2호
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• pp.213-219
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• 2002

A cone-shaped active magnetic healing spindle system for high speed internal grinding with built-in motor that has 7.5kW power and maximum rotational speed of 50,000 rpm is designed and built. Using cone-shaped AMB(Active Magnetic Bearing) system, the axial rotor dick and magnets of conventional 5-axis actuating design can be eliminated. so this concept of design provides a simple magnetic bearing system. In this paper, the cone-shaped electromagnets are designed by magnetic circuit theory, and a de-coupled direct feedback PID controller is applied to control the coupled magnetic bearings. The designed crone-shaped AMB spindle system is built and constructed with a digital control system, which has TMS320C6702 DSP, 16 bit AD/DA, switching power amplifier and gap sensors. As the AMB system provides high damping ratio eliminating overshoot and resonance speed, this spindle runs up to 40,000 rpm stably with about 5${\mu}{\textrm}{m}$ of runout.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권2호
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• pp.386-394
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• 1997

본 연구에서는 유연모드를 고려한 위성체 모델링 방법들을 소개하고, 이에 따라 3축 안정화 위성의 유연모드를 모델링하였다. 이 모델을 강체에 대해 설계되었던 반작용휠을 이용한 자세제어루프에 적용하였다. 본 연구에서는 유한요소모델이 완성되기 전 단계에서 집합모드모델 중 전역모드모델을 이용하는 것을 제안하였고, 이를 유한요소법을 이용하여 계산된 모델과 제어기 필터 설계의 관점에서 비교하였다. 새로운 유연모드가 적용됨에 따라 제어기 요구조건을 만족시키기 위한 필터가 필요하여 반작용휠의 모터제어기 루프와 축제어기 루프에 각각 1차 필터를 설계하여 추가하였다. 제어루프 설계 및 시뮬레이션을 위해 MATLAB/Simulink를 사용하였다.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제6권2호
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• pp.19-25
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• 2005

In this paper, the feedforward control with least mean square (LMS) adaptive algorithm is proposed and examined to reduce rotating error by runout of an active magnetic bearing system. Using eddy-current type gap sensors for control, the electrical runout caused by non-uniform material properties of sensor target produces rotational error amplified in feedback control loop, so this runout should be eliminated to increase rotating accuracy. The adaptive feedforward controller is designed and examined its tracking performances and stability numerically with established frequency response function. The designed feedforward controller was applied to a grinding spindle system which is manufactured with a 5.5 kW internal motor and 5-axis active magnetic bearing system including 5 eddy current gap sensors which have approximately 15∼30㎛ of electrical runout. According to the experimental results, the error signal in radial bearings is reduced to less than 5 ,Urn when it is rotating up to 50,000 rpm due to applying the feedforward control for first order harmonic frequency, and corresponding vibration of the spindle is also removed.