• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.267-272
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• 2012

본 논문에서는 6 방향 자유도를 지닌 능동 자기베어링 시스템의 강인 디지털 퍼지 제어에 대한 내용을 다루고자 한다. 6방향 자유도에 대한 기본 모델은 회전자 구조와 원뿔형의 능동 자기베어링 시스템의 자기력 간의 상관관계에 의해 결정된다. 구성된 모델은 비선형 동적방정식으로 구성되기 때문에, 제어 목적을 달성하기 위한 제어 입력 신호의 설계가 어려우며, 외부 환경의 영향에 따른 시스템 파라미터 변화율에도 많이 민감한 편이다. 이를 보완하기 위하여, 획득한 동적방정식을 기반으로 TS 퍼지 모델에 기반 한 디지털 제어 목적에 적합한 구조로의 변환이 이루어진다. 여기서 말하는 제어 목적이란, 회전자의 회전을 외부의 물리적 접촉 없이 자기장의 힘만으로 동작하도록 베어링의 위치를 최대한 센터에 위치케 하는 것을 말한다. 본 논문에서는 6자유도를 지닌 능동 자기베어링 시스템의 비선형성에 대한 해석 방안으로 퍼지 모델링을 통해 시스템을 재해석하게 되며, 외부 파라미터 변화에 따른 대응을 위하여 강인 제어기 설계를 목적으로 한다. 제안된 강인 제어 알고리즘은 시뮬레이션 과정을 통해 검증된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권8호
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• pp.1053-1063
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• 2002

This paper presents a robust nonlinear controller for a f degree of freedom (DOF) parallel manipulator in the task space coordinates. The proposed control strategy requires information on orientations and translations in the task space unlike the joint space or link space control scheme. Although a 6 DOF sensor may provide such information in a straightforward manner, its cost calls for a more economical alternative. A novel indirect method based on the readily available length information engages as a potential candidate to replace a 6 DOF sensor. The indirect approach generates the necessary information by solving the forward kinematics and subsequently applying alpha-beta-gamma tracker With the 6 DOF signals available, a robust nonlinear task space control (RNTC) scheme is proposed based on the Lyapunov redesign method, whose stability is rigorously proved. The performance of the proposed RNTC with the new estimation scheme is evaluated via experiments. First, the results of the estimator are compared with the rate-gyro signals, which indicates excellent agreement. Then, the RNTC with on-line estimated 6 DOF data is shown to achieve excellent control performance to sinusoidal inputs, which is superior to those of a commonly used proportional-plus-integral-plus-derivative controller with a feedforward friction compensation under joint space coordinates and the nonlinear controller under task space coordinates.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권8호
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• pp.906-912
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• 2012

This paper presents the new method for a six-degree-of-freedom (DOF) motion measurement and those dynamic characterizations in an ultraprecision linear stage using angle sensor-implemented grating interferometry. It consists of a diffractive optical element, a corner cube, four separate two-dimensional position sensitive detectors, four photodiodes and auxiliary optics components. From the previous study, it was confirmed that the proposed optical system could measure a six-DOF motion error in a linear stage. In this article, six-DOF motion dynamic characteristics of the stage were investigated through the step response and with respect to the conditions with a different speed of a slide table. As a result, the natural frequency and damping ratio according to a six-DOF direction was obtained. Also, it was seen that the speed of slide table had an significant effect on a six-DOF displacement motion, especially, X, which was considered as the effect of friction mechanism and local elastic mechanical deformation in a slide guide.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.37.6-37
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• 2002

Omnidirectional mobile robots are capable of arbitrary motion in an arbitrary direction without changing the direction of wheels, because they can perform 3 degree-of-freedom (DOF) motion on a 2-dimensional plane. In this research, a new class of an omnidirectional mobile robot is proposed. Since it has synchronously steerable omnidirectional wheels, it is called an omnidirectional mobile robot with steerable omnidirectional wheels (OMR-SOW). It has 3 DOFs in motion and one DOF in steering. One steering DOF can function as a continuously variable transmission (CVT). CVT of the OMR-SOW increases the range of velocity ratio from the wheel velocities to robot velocity, which may improve...

• Wind and Structures
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• 제6권4호
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• pp.291-306
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• 2003

Many investigations have been conducted to find out the reason behind wind-rain-induced cable vibration in cable-stayed bridges. A single-degree-of-freedom (SDOF) analytical model, which could capture main features of wind-rain-induced cable vibration, was recently presented by the writers. This paper extends the SDOF model to a 2DOF model by including the equation of motion of upper rivulet. The interaction between the upper rivulet and the cable is described in terms of nonlinear damping force, linear restoring force, and inertia force. The computed results using the 2DOF model are first compared with the results from simulated wind-rain tunnel tests, and the comparison is found satisfactory in general. The possible mechanisms of wind-rain-induced cable vibration are discussed and a parametric study is then conducted. Finally, the computed results using the 2DOF model are compared with those predicted by the SDOF model. The 2DOF model is found better than the SDOF model but the SDOF model is still acceptable for its simplicity.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.142-147
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• 2011

본 연구에서는 로봇 미들웨어 기술 중 국제표준으로 채택된 RTM을 이용하여 7자유도 매니퓰레이터 협업로봇의 구성 요소를 RT 컴포넌트로 만들었다. 또한 미들웨어 네트워크를 기반으로 로봇 구성 요소의 RT 컴포넌트를 서로 연결하여 하나의 로봇 시스템을 구현하였으며, 실제 제작된 7자유도 매니퓰레이터를 이용하여 구현 시스템의 동작을 테스트하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제34권2호
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• pp.107-114
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• 2017

In this investigation, we describe a metrological technique for surface and thickness profiles of a silicon (Si) wafer by using a 6 degree of freedom (DOF) stitching method. Low coherence scanning interferometry employing near infrared light, partially transparent to a Si wafer, is adopted to simultaneously measure the surface and thickness profiles of the wafer. For the large field of view, a stitching method of the sub-aperture measurement is added to the measurement system; also, 6 DOF parameters, including the lateral positioning errors and the rotational error, are considered. In the experiment, surface profiles of a double-sided polished wafer with a 100 mm diameter were measured with the sub-aperture of an 18 mm diameter at $10\times10$ locations and the surface profiles of both sides were stitched with the sub-aperture maps. As a result, the nominal thickness of the wafer was $483.2{\mu}m$ and the calculated PV values of both surfaces were $16.57{\mu}m$ and $17.12{\mu}m$, respectively.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권12호
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• pp.1252-1257
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• 2009

항공기의 외부장착물 분리해석이 가능한 Off-line 6-DOF 시뮬레이션 프로그램을 개발 하였다. 개발한 프로그램은 풍동시험이나 CFD 해석을 통해 구축된 공력 데이터베이스를 이용하여 외부장착물의 분리 궤적을 예측할 수 있다. 공력 계수의 계산에는 flow angle 방법을 적용하였으며 분리 궤적 계산에는 사출력과 구속 조건의 적용이 가능하도록 하였다. 개발한 프로그램을 이용하여 군용항공기의 분리 궤적을 계산하였으며 이를 CTS 시험 결과와 비교하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.169-174
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• 2019

최근 원격통신용 미러의 정밀 제어를 위한 초정밀 구동 메커니즘 설계에 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 초정밀 구동 메카니즘의 구성 조건을 만족하기 위하여 마이크로미터(um)의 분해능을 가진 탄성힌지(flexure hinge)를 이용한 6자유도 스테이지 메카니즘을 제안한다. 탄성힌지를 조인트로 이용하여 공간상의 6자유도 스테이지를 설계하고, 탄성힌지의 탄성변형을 이용하여 반복적인 운동을 제공한다. 공간상의 6 자유도 스테이지를 개발하기 위하여 탄성힌지를 이용한 평면상의 2 자유도 스테이지를 설계하고 이를 조합하여 6 자유도 스테이지를 제작하였다. 유한요소 해석을 통하여 단위입력에 대한 최대 출력변위를 생성하는 탄성힌지의 크기와 형상을 결정하였고, 전체 스테이지를 구동 할 때, 개별 탄성힌지가 탄성 영역 안에서 구동됨을 유한요소 해석을 통하여 증명하였다. 또한 전체 스테이지 구동의 변위보정과 강성검증을 실험적으로 증명하기 위하여 CCD 레이저 변위센서를 이용한 스테이지 변위 해석을 진행하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권6호
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• pp.80-91
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• 2008

Electrostatic forces have an advantage of directly levitating not only non-ferromagnetic metals but also semiconductors, such as silicon wafers, and dielectric materials like glass. This paper describes the characteristics of electrostatic forces and electrostatic suspension system, followed by the basic principle of 1-DOF(degree of freedom) electrostatic suspension system, and the structures of electrodes-for-suspension and voltage supplying methods to the electrodes in 1-DOF model. This paper also discuss about the minimum number of electrodes needed to control n-DOF motion of the suspended object and represents some desirable electrode patterns to stabilize the 6-DOF motion of the object. In the near future, electrostatic suspension system is expected to be applied to industrial manufacturing processes, for example, to the manufacture of semiconductor devices and/or flat panel display devices.