• 한국정밀공학회지
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• 제15권8호
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• pp.126-134
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• 1998

본 연구에서는 회전운동을 제어하기 위한 새로운 작동기로서 전기장에 대하여 매우 빠른 응답특성을 갖고 있는 두 쌍의 실린더형 ER(electro-rheological) 클러치/브레이크 작동기를 제안하였다. 자체조성 된 ER유체의 빙햄특성 모델을 실험적으로 도출하였으며, 이와 연계한 작동기 모델을 구성하여 전기장에 따른 전달 및 제동 토크를 해석한 후 알맞은 크기의 클러치/브레이크 작동기를 제작하였다. 제작된 작동기의 동적특성(시상수 등)을 작동기 모델에 고려하기 위하여 계단입력 전기장에 따른 과도응답 실험을 클러치와 브레이크 모드에서 각각 수행하였다. 제안된 작동기의 응용성을 보이기 위하여 두쌍의 작동기로 구동되는 실험실 차원의 소형 와권식 세탁기 시스템을 구성한 후 동적지배방정식을 유도하다. 각 작동기와 연계된 PID제어기를 설계하여 세탁과 탈수시의 회전운동을 제어하였으며, 부하질량의 변화에 대한 작동기 시스템의 제어 효율성과 장시간 운전을 통한 제어 내구성 실험을 수행하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권11호
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• pp.208-217
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• 1998

본 연구에서는 ER 브레이크와 ER클러치를 피드백작동기로 사용하여 이송테이블의 위치 추적제어를 수행하였다. 이를 위해 먼저 아라빅 검(arabic gum)계통의 ER유체를 자체조성한 후 전기장에 대한 빙햄(Bingham)모델을 실험적으로 도출하였다. 빙햄모델에 근거하여 평판형의 ER브레이크와 실린더형의 ER클러치를 설계 제작하였으며, 계단입력(step input)전기장에 따른 출력토오크특성을 통하여 이들 작동기의 동적모델을 얻었다. 이들 작동기와 연계된 이송테이블시스템의 운동지배방정식을 유도한 후 위치추적제어를 위한 슬라이딩모드제어기를 설계하였다. 제어기 설계시 이송해이블의 부하질량 변화에 대한 시스템 불확실성과 마찰력을 고려하여 제어성능의 강건성을 보장하도록 하였다. 제안된 제어시스템의 제어영역(control bandwidth)을 주파수 영역에서 고찰한 후 여러 레적에 대한 위치추적제어 실험을 수행하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.225-229
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• 1996

This paper presents an active position control of a moving table utilizing ER(electro-rheological) brake and ER clutch. A transformer oil-based ER fluid is composed and its Bingham properties are evaluated with respect to electric fields. The dynamics of the actuators : ER brake and ER clutch, are identified through experiments, and subsequently the governing equation of motion of the moving table system is formulated from the governing equation, a sliding mode controller is designed to achieve an accurate position control. Both simulation and experimental results and presented in order to demonstrate the effectiveness of the proposed control methodology.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.546-549
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• 1995

This paper presents a control of washing machine using ER clutch and brake actuators. After analyzing field- dependent torque of the actuators on the basis of Bingham model of the ER fluid, two sets of cylindrical ER clutch and brake are manufactured. The governing equation of motion for washing and dehydrating are derived by considering actuators' dynamics. Subsequently, PID controllers are designed to achieve desired rotational motions and tracking control results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed method.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.284-290
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• 2012

In this research, a new type of haptic master device using electrorheological(ER) fluid for minimally invasive surgery(MIS) is devised and control performance of the proposed haptic master is evaluated. The proposed haptic master consists of ER bi-directional clutch/brake for 2 DOF rotational motion(X, Y) using gimbal structure and ER brake on the gripper for 1 DOF rotational motion (Z). Using Bingham characteristic of ER fluid and geometrical constraints, principal design variables of the haptic master are determined. Then, the generation of torque of the proposed master is experimentally evaluated as a function of applied field of voltage. A sliding mode controller which is robust to uncertainties is then designed and empirically realized. It has been demonstrated via experiment that the proposed haptic master associated with the controller can be effectively applied to MIS in real field conditions.