• 문화기술의 융합
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• 제6권3호
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• pp.353-359
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• 2020

본 연구에서는 욕창 예방과 치유를 위해 개발된 의료용 로봇 침대의 제어기 구조와 제어 알고리즘에 대해 기술한다. 상용의 기존 욕창 예방 매트리스는 수동으로 동작하고 잔존 최대 체압이 욕창 발생 임계 체압을 넘어서기 때문에 이론적으로는 항상 욕창이 발생할 여지가 있지만, 본 연구에 개발된 시스템은 능동형 전기구동 건반을 사용하여 침대의 건반이 하강하면 체압이 0으로 떨어져서 욕창이 발생하지 않는다. 또한, 침대의 건반이 상승하여 욕창 임계 체압 이상이더라도 지속시간을 욕창 발생 임계시간 이내로 하도록 기구와 제어 알고리즘이 설계되어 있어서 욕창 발생 자체가 일어나지 않으며, 이는 바로 상용화가 가능한 욕창 예방 로봇 침대임을 뜻한다. 침대 건반의 모터는 의료용으로 적합한 BLDC 서보 드라이버를 설계한 모터로 되어있고 전장이 단순하여 쉽게 사용할 수 있도록 설계되었으며, CAN(Car Area Network)방식으로 서로 통신한다. 제작된 시스템은 욕창 예방에 효과적인 새로운 의료용 로봇 침대로 욕창으로 고통받는 많은 환자들에게 제공될 수 있도록 보급할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.164-170
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• 2016

초기 도시철도는 수송수단으로서의 역할만 요구되었으나 지하 승강장에 체류하는 시간이 길어짐에 따라 하나의 생활 공간으로 환경개선이라는 문제에 직면하게 되었다. 이에 따라 스크린 도어의 근간이 되는 슬라이딩 자동문은 고객의 편의와 출입을 통제하는 방법의 편리성을 이유로 대형 유통매장, 병원, 음식점, 관공서 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이에 따라 스크린 도어는 승객의 편의와 안전 확보, 쾌적한 역사 조성 및 에너지 절약을 목적으로 필요할 뿐만 아니라, 요소부품의 설계 및 신뢰성 확보를 통한 스크린 도어 시스템 최적설계기술개발이 필요하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 지하철 안전에 필요한 스크린 도어의 모터에 대한 설계 구동 강성을 검증하기 위해 구성 부품의 이론적 하중을 계산하고 해석 하였으며, 실험을 통해 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권9호
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• pp.951-959
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• 2013

In order to improve the speed performance of the direct drive mechanical systems, a comprehensive analysis of the velocity ripples of blushless DC motors should be required. Every motor has a certain level of torque ripples when it generates power, and the generated torque ripple also makes the velocity ripples in the final output stage in speed control system. In this paper, a novel algorithm for reducing velocity ripples is proposed based on the modeling of torque ripples for BLDC motors. Various algorithms have been made for torque ripples, but usually they should be installed inside the amplifier logic, result in the difficulties of flexibility for various kinds of torque ripples. The proposed algorithm was developed for being ported in the controller not the amplifier, and it has the capability of the automatic compensation adjustment. The performance of the proposed algorithm was verified by effective simulations and experiments.

• 전기학회논문지
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• 제62권12호
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• pp.1661-1667
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• 2013

This paper studies the dynamic irreversible demagnetization characteristics of an interior permanent magnet (PM) brushless DC motor with a stator turn fault. A new algorithm, which is a finite element method (FEM) combined with a line voltage equation of the motor, is developed to analyze irreversible demagnetization under dynamic and transient states and considers a stator turn fault. The input current, circulating current, magnetic distribution characteristics, and operating property of the PM, including the irreversible demagnetization in the fault state, are analyzed using this algorithm by considering the magnetic saturation effect. The feasibility of the proposed method confirmed from the analysis results is verified via an experiment. Through this fault analysis, we can accurately check the fault phenomena of a PM motor against the demagnetization fault for fault prevention.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.835-836
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• 2006

최근의 선박 추진시스템은 기존의 엔진, 터빈 등의 구동 원에서 선박의 발전기로부터 선체 외부의 프로펠러와 일체형으로 구성된 모터를 구동하여 추진하는 전기추진식으로 변화되고 있다. 특히, 히토류계 영구자석재질의 발달로 인하여 대형 선박의 추진을 위한 대용량 자석계자형 BLDC와 영구자석형 동기전동기의 설계가 가능해 졌으며, 이에 대한 연구구도 활발히 이루어지고 있다. 그러나 이도 중 소형 선박기기에 한정되어 있으며, MW급 이상의 대형기기의 설계 연구도 일부 선진국에서만 진행 되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 5MW, 150rpm급 대용량 추진전동기 설계에 관한 연구를 하였다. 본 설계 모델은 오랜 기간 해양 운행을 해야 하는 선박특성 상 중요한 부분인 에너지 효율을 높이기 위하여 인버터를 전동기 내부에 배치한 구조로 부피와 중량을 줄이고, 더불어 속도에 따라 인버터를 커플링하여 상변환이 가능한 전동기를 설계하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 추계학술발표대회
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• pp.1238-1240
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• 2017

본 논문에서는 현재 상용화 된 유모차들이 가지고 있는 불편함 및 예기치 못한 변수로 일어나는 사고에 대응할 수 있는 기능 등 한계점을 극복하고 보완 할 수 있는 기능들을 '스마트 자율 주행 유모차'라는 시스템을 통하여 소개한다. IR-LOCK 센서를 통하여 부모와 유모차 간 일정 거리를 유지하며 센싱 한 데이터를 BLDC 모터로 전송하여 상황에 맞는 움직임을 아두이노에서 제어하는 시스템이다. 몇 가지 예외적인 실험 상황에서는 불안정한 엑츄에이션이 있지만, 정교한 알고리즘을 통하여 최적화를 시켜간다면 완성도가 높은 제품으로 발전할 가능성이 있다. 더 나아가 이 시스템을 유모차에 제한하지 않고, 다른 분야에도 적용시킨다면 매우 기대가 되는 시스템이라고 판단된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.54-59
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• 2005

브러시리스 직류 전동기(Brushless U Motor : BLDCM)는 기존의 직류 전동기의 단점인 브러시를 제거한 것으로 제어가 간단하면서도 넓은 범위에서 속도 제어가 가능하고 효율이 높으며 경제적으로 제어기 제작이 가능하여 산업용 뿐 아니라 가전에까지 널리 사용된다. 그러나 BLDCM을 구동하는데 필수적인 센서는 제품 가격을 증가시킬 뿐만 아니라 운전 환경이 열악한 곳에서는 동작 오류를 발생하는 원인이 되고 있다. 본 논문에서는 BLDCM의 센서리스 구동에서 정상상태 운전뿐만 아니라 안정된 초기 구동에 관한 연구를 수행한다. 정상상태 운전은 측정된 역기전력을 이용하여 회전자의 위치를 결정함으로써 이루어지며, 초기 구동을 개선하기 위해 환류 다이오드로부터 측정된 전류 신호를 이용하여 초기 구동을 하게 된다. 이것은 실험을 통해 타당성을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.285-290
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• 2016

우리 농촌은 시장개방화와 생산 비용 상승으로 수익성 악화에 직면하고 있다. 최근, 정부는 농업 및 농촌의 보유자원과 정보통신기술을 결합한 6차산업의 활성화를 독려하고 있다. 이에 따라 시설 원예 작물의 생육 환경을 원격 모니터하고 제어할 수 있는 '스마트 그린하우스' 보급에 투자를 하고 있다. 본 과제의 목표는 하우스를 이동하는 작물 생장 모니터링 시스템을 개발하는 것이다. 이 시스템은 이동형 센싱 모듈, 제어 모듈, 서버 PC로 구성된다. 이동체는 고해상도 IP 카메라, 온습도 센서, 아이파이 중계기를 포함하고 있다. 이 장치는 그린 하우스 천정에 매달린 레일에 걸려 굴러간다. 제어 모듈은 임베디드 PC, PLC, 와이파이 라우터, 그리고 이동체를 끌기위한 BLDC 모터를 포함한다. 그리고 서버 PC는 통합 농장관리 소프트웨어, 홈페이지, 그리고 작물의 영상과 환경정보가 저장된 데이터베이스를 포함한다. 이동체는 하우스 내에서 넓게 이동하며 여러 정보를 수집한다. 서버는 이 정보들을 저장하고 직거래 장터 웹 페이지를 통해 고객에게 제공한다. 이 시스템은 농부들이 하우스의 환경을 제어하고 온라인 시장에 그들의 작물을 판매하는데 도움을 줄 것이다. 궁극적으로 농가 소득증대에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.738-746
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• 2019

한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1493-1498
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• 2010

본 논문에서는 압축냉각공기, MQL 및 $MoS_2$ 나노유체 MQL 을 적용한 메소스케일 밀링의 가공 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 마이크로/메소 밀링 가공 실험 수행을 위하여 BLDC 스핀들과 DC 모터슬라이드를 장착한 데스크톱 크기의 3 자유도 메소 스케일 기계가공 시스템을 구현하였고, 가공 시편의 표면거칠기 측정 및 분석을 통해 가공성능 평가를 수행하였다. 실험을 통해 압축냉각공기, MQL 및 $MoS_2$ 나노유체 MQL 을 사용한 경우 건식가공에 비하여 표면거칠기가 향상되는 것을 발견하였으며 특히 $MoS_2$ 나노유체 MQL 과 압축냉각공기를 동시에 적용하였을 경우의 가공 표면거칠기가 가장 우수함을 확인하였다.