• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4087-4094
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• 2010

본 보행 로봇의 자세 제어는 일반적으로 센서 시스템을 통한 외부 환경 및 기타 정보의 인식을 통해 수행된다. 보다 정교한 로봇의 제어를 위해서는 필연적으로 고성능 센서를 요구하게 되지만, 이들은 대부분 고가이거나 내구성 측면에서 매우 취약한 것이 사실이다. 따라서 필드로봇과 같이 야지의 환경에서 운용되는 로봇 시스템의 제어를 위해서 이러한 센서 시스템을 다수 채용하는 것은 비현실적이며, 특히 양산시에도 큰 걸림돌로 작용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 신경망 이론의 역전파 알고리즘에 기반을 둔 가상센서 알고리즘을 활용하여 기존의 센싱 데이터를 추정할 수 있는 기법을 소개하고자 한다. 특히 본 논문에서는 추정된 센서 데이터의 품질을 향상 시킬 수 있는 알고리즘 측면에서의 변수 조절 및 센서 시스템과 같은 하드웨어 측면에서의 변화를 통해 성능인자에 영향을 미치는 요소를 파악함과 동시에, 본 기법의 타당성에 대한 측면을 함께 논하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.1009-1018
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• 2019

본 연구에서는 표면근전도 측정기 기반의 재활의료기기의 설계 및 구현에 관한 내용을 기술한다. 재활시스템은 BLDC모터와 모터 드라이브를 이용하여 제어된다. BLDC모터 드라이브는 동작제어를 하며, 속도는 외부 서보모터를 통해 드라이브를 제어한다. 또한 모터 외부에 결합된 포텐쇼미터는 모터에 의해 회전하는 부하 위치 정보를 전달한다. 재활 알고리즘은 환자가 일정 각도 범위에서 주기적인 수축 이완 재활운동을 속도단계별로 실행하며 재활운동 시 사용자 설정 단계에 따른 모터를 활용하여 $0{\sim}120[^{\circ}]$의 최대각도로 제한하여 제어한다. 보행 알고리즘은 양쪽 안쪽넓은근에 부착된 표면근전도 측정기로 획득한 신호의 차이 값을 이용하여 근전도 신호가 낮은 다리에 모터제어로 보상해주며 보행운동 시 모터와 표면근전도 측정기를 활용하여 $0{\sim}88[^{\circ}]$의 최대각도로 제한하여 제어한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.23-28
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• 2023

무선 스마트 유틸리티 네트워크 통신시스템에서는 비동기 저전력 MAC이 IEEE 802.15.4e에 의해 표준화되어 사용되고 있다. RIT(Receiver Initiated Transmission)라고 불리는 비동기 방식 MAC은 체크인터벌(RIT period)에 따라 지연시간과 전력소모가 크게 영향을 받는 특성이 있다. 체크인터벌 마다 수면에서 깨어나 자신이 수신할 데이터가 있는지 확인함으로써, 수신단 전력 소모는 획기적으로 줄일 수 있지만 송신단에서는 과도한 웨이크업 시퀀스(wakeup sequence)로 전력소모가 발생하는 단점을 가진다. 체크 인터벌을 짧게하여 과도한 웨이크업 시퀀스를 줄이면 너무 빈번한 웨이크업으로 수신단 전력 소모가 많아지게 된다. RIT 비동기식 MAC 기법에서 트래픽 부하와 체크인터벌의 운용에 따른 전력소모 성능을 분석하여 Wi-SUN 구축시 적용코자 한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권5호
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• pp.661-675
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• 2022

In this paper, an electric vehicle drives with efficient control and low cost hardware using four quadrant DC converter with Permanent Magnet Direct Current (PMDC) motor fed by DC boost converter is presented. The main idea of this work is to improve the energy efficiency of the conversion chain of an electric vehicle by inserting a boost converter between the battery and the four quadrant-DC motor chopper assembly. Consequently, this method makes it possible to maintain the amplification gain of the 4 quadrant chopper constant regardless of the battery voltage drop and even in the presence of a fault in the battery. One of the most important control problems is control under heavy uncertainty conditions. The higher order sliding mode control technique is introduced for the adjustment of DC bus voltage and mechanical motor speed. To implement the proposed approach in the automotive field, experimental tests were carried out. The performances obtained show the usefulness of this system for a better energy management of an electric vehicle and an ideal control under different operating conditions and constraints, mostly at nominal operation, in the presence of a load torque, when reversing the direction of rotation of the motor speed and even in case of battery chamber failure. The whole system has been tested experimentally and its performance has been analyzed.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.59-64
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• 2024

본 연구에서는 초소형 특수목적형 전기자동차에 적용 가능한 초소형 변속기에 대한 연구를 진행하였다. 일반적으로 전기자동차에서는 다단 기어형태의 변속기를 삭제하고 모터의 출력을 제어하거나 감속기를 통해 초기 구동력을 확보한다. 그러나 전기카트나 경형 전기자동차와 같은 초소형 차량에서는 배터리 용량이 상대적으로 적기 때문에 적재 상태에 따라 주행 거리가 감소하거나 모터에 부하가 가해질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CVT(Continuously Variable Transmission)의 변속 메커니즘을 적용하여, 구배 상태나 적재 상태와 같은 필요한 상황에서 변속이 가능한 고단 0.625와 저단1.6의 기어비를 갖는 2단 구조의 감속기를 개발하였다. 선정된 기어비를 기반으로 변속기를 설계하고, 개발된 변속기의 동력 전달 효율을 검증하기 위해 시험기를 제작하였다. 이 시험기를 통해 변속기의 회전 속도와 부하량을 변화시키며 동력 전달 효율 특성을 확인하고, 변속과 구동 시 발생되는 발열 특성도 확인하였다. 그 결과를 토대로 CVT구조를 갖는 2단 구조의 변속기를 개발하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.65-70
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• 2024

근래에 와서 유틸리티들을 무선으로 원격제어 하는 스마트 팩토리 무선 이동 통신 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Wi-SUN(Wireless Smart Utility Network) 얼라이언스에서는 EEE802.15.4g/e에 기반한 새로운 무선통신 표준화 규격으로 스마트팩토리와 같은 플랫폼 구축에 적합한 Wi-SUN 프로토콜 구조를 제시하였다. IEEE802.15.4e의 RIT(Receiver Initiated Transmission) 모드 MAC(Media Access Control)의 throughput 및 지연시간 측면의 성능을 분석하고 효율적 운용을 위한 고려 사항을 살펴본다. RIT 모드는 체크 인터벌이 길어질수록 지연시간과 throughput이 떨어짐을 볼 수 있다. 트래픽 부하가 커질수록 RIT 체크 인터벌을 짧게 운용하면 지연시간도 짧아지면서 throughput을 높일수 있음을 보였다. RIT 모드는 전력소모가 작은 장점을 가지고 있으면서 지연시간이나 throughput 측면에서 IEEE802.15.4와 CSL 모드 사이의 중립적 특징을 가지는 것을 볼 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권4호
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• pp.111-117
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• 2024

Due to global CO₂ emission reductions and fuel efficiency regulations, the trend toward transitioning from internal combustion engine vehicles to electric vehicles (EVs) has accelerated. Consequently, the problem of EV failures has become a focal point of active research. The parasitic capacitance generated during motor-shaft rotation induces voltage that deteriorates the raceway and ball surfaces of bearings, causing electrical damage in EVs. Despite numerous attempts to address this issue, most studies have been conducted under high viscosity lubricant and low load conditions. However, due to factors such as high-speed operation, rapid acceleration and deceleration, motor heating, and motor system-decelerator integration, current EV applications have shown diminished stability in lubrication films of motor bearings, thereby leveraging the investigation to address the risk of electrical damage. This study investigates the electrical damage to rolling bearing elements in EV motor drive systems. The experimental analysis focuses on the effects of electric currents and operational loads on bearing integrity. A test rig is designed to generate high-rate voltage specific to a motor system's parasitic capacitance, and bearing samples are exposed to these currents for specified durations. Component evaluation involves visual inspections and vibration measurements. In addition, a predictive model for electrical failure is developed based on accumulated data, which demonstrates the ability to predict the likelihood of electrical failure relative to the duration and intensity of current exposure. This in turn reduces uncertainties in practical applications regarding electrical erosion modes.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.246-254
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• 2022

본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태양 에너지의 40-75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권4호
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• pp.577-582
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• 2016

최근 급속한 녹색환경 정책으로 LED를 이용한 조명 광원들이 설치 운용하고 있으나, 이들 광원의 전원 공급은 안정된 직류 전원 공급을 위해서 스위칭 모드 전원 공급(SMPS) 장치로 전원을 공급하고 있다. 그러나, 이들 전원 공급 장치는 공급 단가 때문에 설계 및 설치과정에서 스위칭에 따른 전력과 변환역률, 전기적 노이즈 및 돌입전류들은 간과하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 SMPS는 고품질의 전원을 LED 조명 부하에 공급하기 위하여 스위칭 시에 다음과 같은 3가지 관점에서 회로를 연구하였다. 첫 번째, 역률과 효율을 약 85% 확보하고, 두 번째, 노이즈(고조파 포함) 최소화, 세 번째는 스위치-온 시 3A 돌입전류를 $100{\mu}sec$ 후 최소 0.3 A로 감소하여 돌입 전류 침입을 최소화 하고자 하였다. 본 연구에서는 IC형 구동기(LNK 409)를 적용하여 입력전압과 출력상황을 귀환 형태로 감시하도록 하였으며, 정전류 출력을 위하여 정전압을 유지할 수 있는 제어회로와 시상수를 개발하였다. 그러나, 부하 변동 시 미세한 전류의 불규칙으로 인한 발열 문제는 해결하지 못하고 있다. 이를 증명하고자 LED 조명 부하 46 W급을 대상으로 효과를 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.49-55
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• 2017

대부분의 모터 케이스는 방수기능과동심도, 직각도 품질 등이 우수한딥드로잉 제품을 채택하고 있으며 그외 방수기능이 필요없는 블로우모터, 시트모터 등 실내에 장착되는 모터 케이스는 멀티포밍 제조방법을 채택하고 있다. 딥드로잉 공정은 드로잉 성형, 트리밍 및 피어싱 등 약 12공정을 소화할수 있는 고가의 트랜스퍼 프레스가 필요하다. 하지만 멀티포밍 공법은 멀티포밍기 1대 또는 멀티포밍기 1대와 프레스 1대의 구성으로 이루어지기 때문에 저렴한 투자로도 완제품 생산이 가능하다. 멀티포밍기는 대부분 수입이 되는 고가설비 이고 국내 중소기업이 개발한 굽힘/전단가공 일체형 멀티포밍기는 생산원가를 줄이는데 부족하여 굽힘/전단 분리형 멀티포밍기를 본 연구를 통해 개발하였다. 일체형 멀티포밍기는 비교적 얇고 작은소형 제품을 제한적인 작업 방법으로 사용된다. 크고 소재가 두꺼운 제품은 전단 하중이 높아 단발 크랭크 프레스를 이용하고 블랭킹 후 멀티포밍기로 이동 작업자가 수작업으로 소재를 공급한다. 멀티포밍기에서 벤딩 작업이 이루어지면 다시 프레스로 이송해 치수를 교정한다. 이러한 작업공정 분산은 생산성 저하, 품질이슈 및 과도한 인원 투입으로 원가경쟁력 저하를 가져왔다 이에 굽힘/전단가공 공정분리와 설비자동화를 통하여 안정되고 원가가 절감되는 생산체계를 갖추고자 하는게 본 연구의 목적이다.