• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.1-10
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• 2021

전기-정유압 구동기(EHA)는 독립적으로 유압 동력원을 운용할 수 있고, 효율이 높다는 장점으로 다양한 산업분야에서 사용되고 있다. 특히 항공분야에서는 고장 대비 및 장착공간의 최소화를 위해 이중화 비대칭형 직렬 구동기 형태로 설계된 EHA를 주로 사용하고 있다. 하지만 이중화 비대칭형 직렬 구동기 형태로 설계된 항공용 EHA는 포스 파이팅(force fighting)현상이 발생하여 내구성능이 감소한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 항공용 EHA의 제어성능 향상 및 포스 파이팅 문제를 해결하기 위해 대표적인 비선형 제어 기법인 백스테핑을 기반으로 제어기를 설계하였고, 제어에 필요한 상태를 추정하기 위해 추가 상태 관측기를 제안하였다. 시뮬레이션을 통한 성능 검증으로 제안한 제어기는 일반적인 PI제어기에 비해 제어성능이 우수하고, EHA의 포스 파이팅 현상을 현저히 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제13권3호
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• pp.32-38
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• 2016

For this paper, the position-control performances of dual EHA(electro-hydrostatic actuator) systems were investigated according to two cases wherein the double-rod- and single-rod-type hydraulic cylinders were combined. Since the control performance is significantly dependent on the load conditions including external forces such as the inertia load, it is proposed here that the two sub-EHAs are driven by separate position and force controllers, instead of two identical position controllers. According to the simulation results, the best performance was achieved by the position-controlled single-rod-type EHA that was combined with a force-controlled double-rod-type EHA. As the force-controlled double-rod-type EHA compensated for the external loads on the position-controlled single-rod-type EHA, the position-control performance was not influenced by external forces including the inertia load. In addition, the position-controlled single-rod-type EHA contributed to the enhancement of the damping ratio by absorbing the pressure peaks through its internal accumulator. Due to the symmetrical piston areas, the double-rod-type EHA is more suitable for force control than the single-rod- type EHA.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권10호
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• pp.837-843
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• 2016

This paper presents a position control strategy for a pump-controlled electro-hydrostatic actuator (EHA) using feedforward control with disturbance compensation. As the disturbance observer is used to estimate nonlinear dynamics of EHA, which has valve-opening conditionals, as well as external disturbances, an additional feedforward control is adopted to achieve rapid response. The effectiveness of the proposed control strategy is verified through experiment using an EHA test bench. The proposed controller shows better tracking performance compared with a conventional PID controller.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권3호
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• pp.84-92
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• 2022

전기-정유압식 작동기(EHA)는 독립적으로 유동력원을 운용함에 따라, 복잡한 유압 배관을 제거할 수 있어 누유 및 중량 최소화, 안전성 향상의 장점이 있어 최근 항공기용 비행제어 분야에서 사용되고 있다. 이러한 EHA를 탑재하는 항공기의 경우, 기존 중앙 유압시스템을 탑재한 항공기에 비해 제한된 냉각원에 따른 EHA의 열관리 이슈가 대두된다. 이러한 열관리 이슈의 해결을 위해서는, EHA의 열특성을 예측할 수 있는 열해석 모델이 필요하다. 본 연구에서는 유압펌프 및 전기모터로 구성되는 EHA 유압동력모듈의 내부 회전체를 고압 하에서 고속으로 회전이 가능하도록, 유압동력모듈 내부에 유체 순환 회로를 적용하였다. 적합한 열해석 모델을 구축하고, 유냉식 또는 비유냉식 유압동력모듈 적용에 따른 해석 결과의 비교 및 검토를 통해 EHA의 열특성 영향성을 확인하고자 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.89-102
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• 2010

본 논문에서는 항공우주분야의 구동장치와 여러 산업분야에서 응용되고 있는 미래 지향적 구동기의 기술에 대한 사항과 발전방향에 대해 연구하였다. 특히, 항공기 비행조종면 구동장치의 경우 기존에는 기계식 링키지나 무게 대비 출력이 높은 유 공압 구동기가 많이 사용되었으나 최근에는 대부분의 항공기에서 사용 중인 Fly-By-Wire 시스템과 더 나아가 'More Electric', 'All Electric' 시스템으로의 변화가 이루어지고 있다. 전기식 유압구동기와 전기식 구동장치의 경우 효율이나 안전성 그리고 비용적인 측면에서 우수하기 때문에 근래에 지속적인 개발이 진행되고 있다. 또한, 최근에는 구동기의 무게와 정밀도 그리고 응답속도의 향상을 위해 신소재를 이용한 새로운 분야의 구동기들이 개발되고 있다. 따라서 본 연구를 통해서 차세대 항공우주분야 구동장치와 신개념 구동기들의 세부기술 및 발전방향을 제시하고자 한다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제18권3호
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• pp.8-15
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• 2021

A rear axle steering (RAS) system is attached to the rear of medium and large commercial vehicles that transport large cargo. The existing RAS systems are driven by electro-hydraulic actuator (EHA), and most commercialized EHAs consist of electric motors, hydraulic pumps, relief valves, prefill valves and cylinders. The prefill valve required for such EHAs is a type of check valve with extremely low cracking pressure that should not allow RAS to have noise or vibration, and the prefill valve prevents system negative pressure as well as unstable operation. Most papers on this topic rely on experiments to predict valve performance, and theoretically detailed modeling of valves or pipelines is performed, but it is very rare to evaluate hydraulic vibration characteristics by analysing everything from hydraulic pumps to valves comprehensively. In this study, we proposed an experimental circuit that can predict the performance of the prefill valve. The study also analysed the pressure-flow pulsation that is transmitted to the valve through the pipeline, and how the transmitted pressure-flow pulsation affects the valve vibration.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1483-1490
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• 2011

전동기 일체형 유압액추에이터(EHA)는 전기모터와 직결되어 구동되는 유압펌프를 이용하여 유압 피스톤의 변위나 속도를 제어할 수 있도록 모듈화된 유압기기로 효율이 높고 독립된 동력원을 갖는 장점으로 인하여 항공기의 전자구동시스템에 적용되어 왔다. 최근에는 다양한 형태의 유압시스템이 적용되고 있는 건설중장비 분야에서 엔진과 전기모터를 결합한 하이브리드 기술이 개발됨에 따라 EHA의 활용범위가 확대될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 편로드 유압실린더를 갖는 EHA가 적용된 유압시스템을 대상으로 펌프작동에 따른 유압실린더의 기동 및 정지특성을 고찰하기 위하여 EHA 내부 유압회로의 기능을 파악하고 동특성 모델을 유도하였으며 파일럿작동 체크밸브의 크래킹압력을 분석하여 개방 및 폐쇄특성을 예측하였으며 시뮬레이션을 통하여 분석된 결과를 검증하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권3호
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• pp.358-365
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• 2006

The hydraulic pump of an Electro-hydrostatic Actuator should be able to quickly feed large volume of oil into hydraulic cylinder in order to reduce the response time. On the other hand, it should be also able to precisely dispense small amount of oil through low-speed operation so that the steady state position control error of the actuator can be accurately compensated. Within the scope of axial piston type hydraulic pumps, this paper is focused on the investigation how the surface treatment of their cylinder barrel with TiN plasma coating can contribute to the reduction of the friction and wear rate of valve plate in the low-speed range with mixed lubrication. The results showed that the friction torque of the valve plate mated with a TiN coated cylinder barrel could be reduced to 22% of that with an uncoated original one when load pressure was 300 bar and rotational speed 100 rpm. It means that the torque efficiency of the test pump was expected to increase more than 1.3% under the same working condition. At the same time, the wear rate of the valve plate could be reduced to $40\sim50%$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권1호
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• pp.71-80
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• 2009

The response characteristics of EHA systems are sensitive to the temperature change of working fluid because the temperature of working fluid causes the variation of system parameters such as effective bulk modulus and viscous friction coefficient. In this paper, a precise position control of EHA system using the adaptive sliding mode control system is suggested. The adapted system parameters such as effective bulk modulus and viscous friction coefficient can be used for monitoring failures in the EHA system which has potential applications in the industrial fields. Not only the accuracy of adapted system parameters but also the improved performance and robustness in a given reference position of the cylinder are verified by computer simulation using AMESim software.

• 유공압시스템학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.7-13
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• 2004

The hydraulic pump for a Electro-hydrostatic Actuator for aircrafts should be able to quickly feed large volume of oil into hydraulic cylinder in order to reduce the response time. On the other hand, it should be also able to precisely dispense small amount of oil by low-speed operation so that the steady state position control error of the EHA can be accurately compensated. This paper is focused on the investigation how the plasma coating surface treatment of cylinder barrel with CrSiN can contribute to the reduction of low-speed friction torque of a bent-axis type piston pump. The results showed that the reduction of the friction torque was not remarkable, but that the anti-wear characteristics of the CrSiN-coated cylinder barrel were much better that those of the original one.