• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1540-1541
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• 2007

For the displacement control of piezoelectric actuator, this paper proposed a method of designing the control algorithm, and presents the dynamic modeling equations which represent the hysteretic behavior between input voltage and output displacement. For this process, the piezoelectric actuator is treated as second-order linear dynamic system then a classical PID controller is designed and used to regulate the output displacement control of the actuator. To evaluate the performance of the proposed method, numerical simulation results were presented

• 한국정밀공학회지
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• 제21권3호
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• pp.155-162
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• 2004

This paper presents the fabrication procedure and the experiments for the 3-axis fine positioning stage proposed in［1］. First, the dynamic characteristics of the actuator and the stage are tested with the preload changed in order to validate the stage design specifications. Secondly, the performance of the stage is also evaluated on the accuracy associated with linear positioning, angular error, and straightness error. Experimental results show that the developed stage is accurate enough to be used for nanometer positioning. Through the analysis and experiment, the developed fine positioning stage are found to have a long stroke due to the magnetically preloaded PZT actuators, the minimum motion crosstalk due to the use of a ball contact mechanism and the compact design.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권6호
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• pp.1-9
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• 2021

In this study, a new design of an extension-type actuator (ExACT) is proposed based on a chevron structure with displacement amplification mechanisms by local heating. ExACT comprises diamond-shaped displacement amplification structures (DASs) containing axially oriented V-shaped chevron beams, a support bar that restricts lateral heat deformation, and a loading slot for thin-film heaters. On heating the thin film heater, the diamond-shaped DASs undergo thermal expansion. However, lateral expansion is restricted by the support bar, leading to displacement amplification in the axial direction. The performance parameters of ExACT such as temperature distribution and extended displacement is calculated using thermo-mechanical analysis methods with the finite element method (FEM) tool. Subsequently, the ExACTs are fabricated using a polymer-based 3D printer capable of reproducing complex structures, and the performance of ExACTs is evaluated under various temperature conditions. Finally, the performance evaluation results were compared with those of the FEM analysis.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.48-60
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• 1996

이 논문은 실감나는 컴퓨터 그래픽 애니매이션을 하기위한 새로운 방법을 제시하는데, 이것은 forward dynamic simulation 과 비선형 방정식 해법을 사용한 것이다. 이 방법을 사용하여 시뮬래이션할 경우, 물리학적 기하학적 기구학적 제약을 쉽게 만족시킬 수 있다. 이러한 forward dynamic simulation 기법은 특히 비 자발적인 동작에 대하여 아주 실감나는 동작을 제공한다. 이러한 시뮬래이션 기법에 비선형 방정식 해법을 사용하여 컴퓨터 그래픽 애니매이션 기법을 만든다. 기본적인 방법은 동작 제어 기능을 추가하여 사용자가 애니매이션 하고자 하는 목적을 만족 시키는 것인데, 비선형 함수의 문제로 변환하여 최적값만 찾으면 되는 것이다. 이러한 forward dynamic simulation 을 사용한 애니매이션을 작동기를 가진 경우와, 작동기를 가지지 않은 경우로 나누어 두개의 제어방법을 제시하는데, 특히 선형 작동기(근육)를 가진 경우에 대하여 보다 현실에 가까운 제어법을 제시한다. 이상의 두 동작 제어에 관한 예를 "마술주사위" 와 "사람의 일어섬" 예로 보여준다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.251-257
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• 2014

모터의 일종으로서 엑츄에이터는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하기 위하여 전류를 이용하여 동작하는 메커니즘을 제어하는 시스템이다. 전압을 가청 신호로 변환하는 기능을 갖는 오디오 액츄 에이터로서는 스피커와 증폭기가 흔히 사용된다. 산업 현장에서는 고출력 고양질의 전력 시스템이 필요하다. 이러한 시스템들이 품질이 좋은 출력을 생성하기 위하여 오디오 시스템의 출력 임피던스를 제어해야 만 한다. 우리는 이 논문에서 가변 부하가 연결되어 있는 능동 증폭기 시스템을 구동하기 위한 적응 특성을 전력 공급기를 제시한다. 전기 신호를 오디오 신호로 변환하는 스피커의 저항값이 변동함에 따라 능동 증폭기에 대한 전력 공급 장치는 부하값의 변동에 적응하여 스피커에 최대 전력을 공급하며, 피크전류의 급격한 변동과 과잉전류의 흐름으로부터 증폭기를 보호하게 된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권1호
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• pp.139-154
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• 2016

This paper is concerned with the dynamics of hyperelastic solids and structures. We seek for a smart control actuation that produces a desired (prescribed) displacement field in the presence of transient imposed forces. In the literature, this problem is denoted as displacement tracking, or also as shape morphing problem. One talks about shape control, when the displacements to be tracked do vanish. In the present paper, it is assumed that the control actuation is provided by imposed eigenstrains, e.g., by the electric field in piezoelectric actuators, or by thermal actuators, or via analogous physical effects, such as magneto-striction or pre-stress. Structures with a controlled eigenstrain-type actuation belong to the class of smart structures. The action of the eigenstrains can be conveniently characterized by actuation stresses. Our theoretical derivations are performed in the framework of the theory of small incremental dynamic deformations superimposed upon a statically pre-deformed configuration of a hyperelastic solid or structure. We particularly ask for a distribution of incremental actuation stresses, such that the incremental displacements follow exactly a prescribed trajectory field, despite the imposed incremental forces are present. An exact solution of this problem is presented under the assumption that the actuation stresses can be tailored freely and applied everywhere within the body. Extending a Neumann-type solution strategy, it is shown that the actuation stresses due to the distributed control eigenstrains must satisfy certain quasi-static equilibrium conditions, where auxiliary body-forces and auxiliary surface tractions are to be taken into account. The latter auxiliary loading can be directly computed from the imposed forces and from the desired displacement field to be tracked. Hence, despite the problem is a dynamic one, a straightforward computation of proper actuator distributions can be obtained in the framework of quasi-static equilibrium conditions. Necessary conditions for the functioning of this concept are presented. Particularly, it must be required that the intermediate configuration is infinitesimally superstable. Previous results of our group for the case of shape control and displacement tracking in linear elastic structures are included as special cases. The high potential of the solution is demonstrated via Finite Element computations for an irregularly shaped four-corner plate in a state of plain strain.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.175-181
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• 2023

In offshore plants, various equipments including cranes and davits are used for safety management. Hydraulic cylinder type actuators are mainly used for luffing operations such as cranes and davits. However, in the case of a cylinder using hydraulic pressure, a separate power pack is required to supply hydraulic pressure. When used for a long time, maintenance costs such as sticking of hydraulic valves, contamination of hydraulic oil and deterioration of hydraulic hoses occur. In addition, a lot of hydraulic oil is used in the handling of cranes and davits, which causes marine pollution due to management problems. As a result, as interest in marine pollution prevention has increased recently, interest in actuators that do not use hydraulic pressure is also increasing. Therefore, in this study, we intend to develop a davit with an electric cylinder type actuator that uses electricity rather than hydraulic pressure by the SOLAS regulation. In other words, the conceptual design of the davit driven through the linear motion of the ball screw using electricity is performed, and the structural safety of the drive is also reviewed so that it can be utilized in the industrial field.

• 동력기계공학회지
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• 제17권3호
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• pp.72-81
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• 2013

Many articles have been published about a 2-degree of freedom model that includes the lateral and yaw motions for controller synthesis in intelligent transport system applications. In this paper, a 3-degree of freedom linear model that includes the roll motion is developed to design a robust steering controller for lane following maneuvers using ${\mu}$-synthesis. This linear perturbed system includes a set of parametric uncertainties in cornering stiffness and unmodelled dynamics in steering actuators. The state-space model with parametric uncertainties is represented in linear fractional transformation form. Design purpose can be obtained by properly choosing the frequency dependent weighting functions. The objective of this study is to keep the tracking error and steering input energy small in the presence of variations of the cornering stiffness coefficients. Furthermore, good ride quality has to be achieved against these uncertainties. Frequency-domain analyses and time-domain numerical simulations are carried out in order to evaluate these performance specifications of a given vehicle system. Finally, the simulation results indicate that the proposed robust controller achieves good performance over a wide range of uncertainty for the given maneuvers.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.169-175
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• 2016

최근 다양한 환경에서 지능형 로봇의 안정된 이동과 작업계획에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 상하 결합가능한 구조의 4족 로봇의 설계 및 작업 계획방법을 제안한다. 제안하는 4족 로봇은 리니어 모터를 이용하여 다리 길이를 조절하고, 팔각뿔 형태의 도킹모듈을 이용하여 상하 결합과 분리가 가능하도록 설계하였다. 또한 로봇이 다양한 환경에서 안정된 이동과 정보 수집을 위하여 지자기 센서, PSD 센서, LRF 센서와 카메라를 사용하였다. 리니어 모터를 이용한 장애물 회피 동작방법과 상하 결합 동작방법을 제안하고 구현하였다. 로봇은 다리 길이를 조절하여 장애물을 극복하고, 두 대의 로봇이 상하 결합을 통하여 협력 작업방법을 제안하였다. 두 대의 4족 로봇이 상하 결합을 통하여 4족과 6족 보행을 하고, 상부 결합 로봇의 4개의 다리를 4개의 팔 또는 2개의 팔로 사용할 수 있으며, 결합된 로봇을 이용하여 물건 옮기기 작업을 구현하고, 각 동작들을 실제 실험으로 기능을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.2499-2504
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• 2013

동적인 자세제어에 대한 응용은 다양한 외란이 존재하는 비선형 플랜트에 발생한 외란을 제거하기 위한 모든 분야에 적용할 수 있다. 또한, 발생한 외란을 어떻게 계측하는가에 따라 제어 성능이 달라질 수 있다. 본 논문의 시스템의 구성은 CAN 통신을 기반으로 3개의 리니어 액추에이터(Linear Actuator)를 동적으로 제어하도록 하였으며, 플랜트의 외란은 수평 플랜트 위에 볼(ball)을 놓아 비선형적인 외란을 가하도록 하였다. 외란에 대한 계측은 영상처리(Image Processing)를 통하여 외란을 계측하여 플랜트를 제어하도록 하였다. 이러한 비선형적인 외란을 제거하기 위하여 본 논문에서는 비선형 시스템에 대하여 제어성능이 뛰어난 신경회로망(Neural Networks)을 활용하여 기존의 PI 제어를 보완하여 하여 더욱 강인한 제어성능을 제시하고자 한다.