This paper presents a new approach for the use of smart materials, piezoelectric materials of PVDF and PZT, for vibration attenuation of a planar parallel manipulator. Since lightweight linkages of parallel manipulators deform under high acceleration/deceleration, an active damper is needed to attenuate vibration due to structural flexibility of linkages. Based on the dynamic model of a planar parallel manipulator, an active damping controller is developed, which consists of a PD feedback control scheme, applied to linear electrical motors, and a linear velocity feedback (L-type) scheme applied to either PVDF layer or PZT actuator(5). Simulation results show that piezoelectric materials yield good damping performance, resulting in precise manipulations of a planar parallel manipulator.
A variable friction damper for vehicle driveline has been proposed. This new torsional damper system uses a solenoid as an actuator to vary friction force of the damper. To verify the idea of using a solenoid in a variable damper system, the test fixture and the dampers are made and tested. Also, to find out the range of damper friction forces that influence the vehicle driveline vibration, a mathematical model of the driveline had been developed and simulated. Test and simulation results show that, within electric current used in the vehicle electric system, the solenoid can develop enough friction force that will surpass resonance in the driveline of 1.5 L Gasoline engine vehicle during acceleration.
We consider the design of a state feedback $H_{\infty}$ controller for seismic-excited building with bounded actuators capability. A controller is obtained by minimizing ${\gamma}$($L_2$ gain from the disturbance to measured output) satisfying three LMI's, and this can be easily done by well-known LMI control toolbox. Finally, the usefulness of a proposed technique is illustrated by numerical simulation of a six-story building subjected to the Pacoima earthquake.
In the present study, active control of a smart beam under forced vibration is analyzed. The aluminum smart beam is composed of two piezoelectric patches and strain gauge. One of the piezoelectric patches is used as controlling actuator while the other piezoelectric patch is used as vibration generating shaker. The smart beam is harmonically excited by the piezoelectric shaker at its fundamental frequency. The strain gauge is utilized to sense the vibration level. Active vibration reduction under harmonic excitation is achieved using both strain and displacement feedback control. Control actions, the finite element (FE) modeling and analyses are directly carried out by using ANSYS parametric design language (APDL). Experimental applications are performed with LabVIEW. Dynamic behavior at the tip of the beam is evaluated for the uncontrolled and controlled responses. The simulation and experimental results are compared. Good agreement is observed between simulation and experimental results under harmonic excitation.
4.5 Pb($Zn_{1/3}Nb_{2/3})O_3-40.5Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$-55PZT와 PLZT(10/70/30, 11/60/40)를 경사조성으로 하여 경사기능 재료를 제조하였으며, 그 유전 특성과 압전 변형율 특성을 조사하였다. 경사기능재료는 A/B/A의 세층으로 성형하고 소결한 후 한 층을 연마해내어 제작하였다. 닥터블레이드용 슬립에는 acrylic계 유기 결합제가 34-36wt% 혼합되었으며, 건조 후 균열이 없는 양호한 thick film을 제조하였다. $1250^{\circ}C$, 2시간의 소성에 의해 경사기능화된 시편은 Nb와 La등의 조성 차이에 의한 구배를 이루었으며, 구배영역은 약 30${\mu}$m 정도였다. 경사기능재료에서 유전상수나 큐리온도롸 같은 유전특성은 조합한 조성층의 특성들사이의 값을 나타내었다. 인가 전압에 따른 변형율 특성은 단일 조성의 시편보다 현저하게 증가하였다. 실제로 경사기능 압전엑튜에이터를 제조한 결과 약 3${\mu}$m/100V 정도의 변위향을 나타내었다.
점차 수요가 증가하는 소형의 약물주입펌프의 개발을 위하여 삼투압을 이용한 약물주입펌프를 제작하고 그 성능을 입증하고자 한다. 삼투압을 이용한 약물주입펌프는 상용화된 전기-기계식 펌프에 비해 무거운 배터리와 액추에이터가 필요 없기 때문에 작고 가볍게 만들 수 있으며, 탄성체 약물주입펌프와 달리 지속적인 압력을 발생할 수 있는 장점이 있다. 제안한 삼투압 약물주입펌프는 약물주머니, 삼투압 발생부, 용매 저장부, 반투막으로 구성되어있다. 약물주입펌프의 성능을 평가하기 위하여 약물의 유량을 측정하고 압력을 측정할 수 있도록 체외 실험기구를 구성하였다. 측정결과 약물주입펌프는 20ml의 약물을 20 시간에 걸쳐 일정하게 공급할 수 있으며, 약물의 최대 압력은 400mmHg 이상이므로 위치변화 또는 환자의 자세변화로 인하여 약물이 역류하는 위험을 원천적으로 예방할 수 있다.
새로운 형태의 인공심장용 전동기구동형 혈액동기구동행 혈액 펌프플 개발하였다. 개발된 혈액 펌프는 소형, 고출력, 브러쉬 없는 직류 전동기를 에너지 변환 장치로 사용하였으며, 이 전동기 자체가 원호 형태의 궤적을 따라 좌우로 회전하도록 고안되었으며, 전동기를 포함한 '회전원통'의 웅직임이 좌우에 부착되어 있는 폴리우레탄으로 제작된 혈액 주머니를 번갈아 밀게 되어 혈액을 박출하게 된다. 본 연구에서 도입한 이동형 작동기 원리에 의해 다른 전동기 구동형 혈액 펌프가 안고 있는 두가지의 중요한 문제점인 펌프 크기의 증가와 자연 심장과의 해부학적인 구조상 접합의 문제점들을 개선할 수 있었다. 또한 펌프의 효율과 전동기에 의한 시스템의 온도 상승, 그러고 펌프 내에 유입되는 유체에 대한 이론적 해석을 실시하였으며, 일련의 모의 순환 실험을 통해 실험 결과를 비교하였다. 개발된 펌프 시스템은 이식형 완전 인공 심장으로 사용하기에 충분한 심박출량(9 L/m)과 전부하에 민감한 반응, 그리고 기계적인 안정도를 보여 주었다.
본 논문은 소형 6축 가진기에 적용되는 유압 실린더의 위치제어를 위한 제어기 설계 방법을 제안하였다. 먼저, 가진기의 움직임을 정확히 제어하기 위해서 각각의 유압 실린더의 정확한 위치 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 FRF(Frequency Response Function)을 적용한 시스템 인식 기법을 이용하여 유압 실린더의 위치 제어를 위한 제어기 알고리즘을 제안하였다. FRF는 액튜에이터의 입력에 따른 출력의 거동을 확인한 후, 전달함수를 계산하고 최종적으로 새로운 제어 입력을 생성하는 방법이다. 최종 결과는 PID 제어기와 비교하여 성능을 확인하였다.
본 논문에서는 물류센터 종사자들의 업무 부담을 덜어주고 사고를 방지하기 위한 시스템을 설계 및 제작하였다. 주 제어장치 아두이노를 기반으로 로드셀 센서를 이용해 무게를 측정하도록 하였다. 작동 시 적재물을 올려 놓는 적재판을 최상단에 위치시켜 허리를 숙이지 않게 하여 편의성을 개선하였고, 적재물이 설정된 값을 초과하면 적재판이 내려가도록 설계하여 안전성도 도모하였다. 라인트레이서를 적용해 지정 루트에서만 작동하게 하여 적재물 이동 시 편리성 증대를 목적으로 제작하였다.
연속주조 시에 폭변경 속도를 향상시키기 위해 폭조정의 4 가지 패턴에 대해 연구하였다. 주요 사항은 폭변경 장치의 구동력을 최소화하고, 몰드 내의 응고막의 변형해석 모델을 개발하고, 폭변경 속도 상승을 제한하는 주요인자를 도출하는 것이다. 폭변경 실험을 근간으로 4 개 패턴의 주요 특징을 도출하였고, 각 패턴에 대한 힘을 비교하였다. 실험은 각 패턴의 구동력 비교를 위해 동일한 주조속도에서 수행하였다. 응고막변형 해석모델의 변수를 조정하기 위해 실험결과를 모델에 적용하였다. 폭변경 속도를 상승시키고, 구동력을 저감시키기 위해 패턴의 변수를 제어하였다. 가장 효율적인 패턴은 고속패턴이었으며, 구동력을 저감하기 위한 주요인자는 구동장치가 이동할 때의 기울기였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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