Lee, Ho-Joon;Park, Hyun-Jong;Won, Sung-Hong;Ryu, Gwang-Hyun;Lee, Ju
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제8권1호
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pp.90-96
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2013
As the need of electric motor is increased rapidly throughout our society, the various application fields are created and the service market called robot gets expanded as well as the existing industrial market. Out of those, the joint systems such as humanoid that is servo actuator for position control or all fields which require multi-degree of freedom (multi-DOF) require the development of innovative actuator. It is multi-DOF spherical motor that can replace the existing system in multi-DOF operating system. But, multi-DOF spherical motor that has been researched up to date is at the stage which is insufficient in performance or mechanical practicality yet. Thus, first of all the research results and limitation of the previously-researched guide frame-type spherical motors were analyzed and then the feature of double air-gap spherical motor which was devised to complement that was studied. The double air-gap multi-DOF spherical motor is very suitable spherical motor for system applying which requires the multi-DOF operation due to its simple structure that does not require other guide frame as well as performance improvement due to its special shape which has two air-gaps. So, the validity of the study was verified by designing and producing it with 3D-FEM through the exclusive jig for multi-DOF spherical motor.
중력진자식과 원심진자식의 두가지 형의 소형동흡진기를 이용한 구조물 진동의 제어시스템을 개발하였다. 개발된 본 시스템은 step 및 servo motor, 소형흡진기, metor drive unit와 제어장치로 구성되어 있으며, 구조물의 진동을 수진기로 감지하고, 이 신호를 받아 소형흡진기의 기능을 최적 제어하여 구조물의 진동을 제어한다. 제어시스템의 제어성능 검증시험을 위해 상자형 강판구조물($L{\times}W{\times}H{\times}T=800mm{\times}700mm{\times}1500mm{\times}7mm$) 중량 180kg를 제작하여 시험을 수행하였으며, 실험결과 중력진자식 흡진기는 95%의 흡진성능을, 원심진자식 흡진기는 88%의 흡진성능을 가지게 됨이 확인되었다.
본 논문에서는 바쁜 현대인들뿐만 아니라 노인 및 어린이들이 보다 편안하고 효율적으로 애완동물을 기를 수 있도록 하기 위한 애완동물 배뇨 훈련 및 먹이 자동 공급을 위한 시스템을 제안한다. 이 시스템은 블루투스를 이용해 스마트폰 어플리케이션으로 조작할 수 있도록 하며, 나아가 Wifi를 통해 인터넷에 접속하여 어디서든 조작할 수 있도록 한다. 본 논문의 시스템은 배뇨판과 먹이 공급기로 나뉘어져있다. 배뇨판은 배뇨 인식을 위한 수압 센서와 음성출력을 위한 녹음기 모듈, 스피커로 구성되고 후면부는 먹이 자동 공급을 위한 두 개의 서보 모터와 원격 통신을 위한 블루투스 센서로 구성된다. 배뇨판과 먹이 공급기 모두 아두이노 보드와 C언어 기반의 아두이노 스케치 프로그램으로 제작하였으며 먹이 공급기는 블루투스 통신을 지원하는 라이브러리로 통신할 수 있게 하였다. 구현된 시스템은 애완동물의 종류 및 크기에 관계없이 자동 수위조절과 먹이양이 조절되는 특징을 가진다.
Fuel injection pressure has steadily increased in diesel engines for the purpose of improving fuel efficiency and cleaning exhaust gas, but it has now reached a point, where the cost for higher pressure does not warrant additional gains. Common rail systems on modern diesel engines have fuel pumps that are mechanically driven by crankshaft. The pumps actually house two pumping module inside: a low pressure pump component and a high pressure pump component. Part of the fuel compressed by the low pressure component returns to the tank in the process of maintaining the pressure in the common rail. Since the returning fuel represents pumping loss, fuel economy improves if the returned fuel can be eliminated by using a properly controled electrical fuel pump. As the first step in developing an electrical fuel pump the fuel supply system on a 6 liter diesel engine was modeled with AMESim to analyze the workload and the fuel feed rate of the injection pump, and the results served as basis for selecting a suitable servo motor and a reducer to drive the pump. A motor controller was built using a DSP and a program which controls the common rail pressure using a proportional control method based on the target fuel pressure information from the engine ECU. A test rig to evaluate performance of the fuel pump is implemented and used to show that the newly developed electrically driven fuel pump can satisfy the fuel flow demand of the engine under various operating conditions when the rotational speed of the pump is adequately controlled.
기존의 선박용 디젤 엔진에는 항상 일정한 엔진 부하량을 유지하는 캠 구동장치가 적용되고 있었으나, 최근 환경규제로 인하여 엔진 부하량에 따라 실린더 온도를 개별적으로 제어하는 LDCL(Load dependent cylinder liner) JWCS(Jacket water cooling system)가 적용된 전자유압 제어방식이 개발되었다. 이 시스템에서 3-way 밸브는 실린더의 상부와 하부와의 온도 차이를 줄여 저온부식을 방지하는데, 대부분 수입에 의존하고 있으며 토출유량이 낮다. 이에 본 연구에서는 3-way 밸브 내부 형상 관련 설계인자가 성능(토출 유량 및 온도)에 미치는 영향을 파악하여 밸브의 형상 설계를 수행하였으며, 기존 모델과의 성능 비교를 통해 제안된 밸브의 우수성을 검증하였다.
The investigation on vehicle-bridge coupling system (VBCS) is crucial in bridge design, bridge condition evaluation, and vehicle overload control. A real-time hybrid testing (RTHT) method for VBCS (RTHT-VBCS) is proposed in this paper for accurately and economically disclosing the dynamic performance of VBCSs. In the proposed method, one of the carriages is chosen as the experimental substructure loaded by servo-hydraulic actuator loading system in the laboratory, and the remaining carriages as well as the bridge structure are chosen as the numerical substructure numerically simulated in one computer. The numerical substructure and the experimental substructure are synchronized at their coupling points in terms of force equilibrium and deformation compatibility. Compared to the traditional iteration experimental method and the numerical simulation method, the proposed RTHT-VBCS method could not only obtain the dynamic response of VBCS, but also economically analyze various working conditions. Firstly, the theory of RTHT-VBCS is proposed. Secondly, numerical models of VBCS for RTHT method are presented. Finally, the feasibility and accuracy of the RTHT-VBCS are preliminarily validated by real-time hybrid simulations (RTHSs). It is shown that, the proposed RTHT-VBCS is feasible and shows great advantages over the traditional methods, and the proposed models can effectively represent the VBCS for RTHT method in terms of the force equilibrium and deformation compatibility at the coupling point. It is shown that the results of the single-degree-of-freedom model and the train vehicle model are match well with the referenced results. The RTHS results preliminarily prove the effectiveness and accuracy of the proposed RTHT-VBCS.
본 연구에서는 취성적인 시멘트 복합체에 2%이내의 단섬유를 보강하여 균열하중이 이후에도 급격한 강도저하 없이 강재와 같은 변형경화 특성을 부여한 신개념의 건설재료인 변형 경화형 시멘트 복합체(SHCC)를 활용한 콘크리트 구조물의 균열제어성능 개선을 위한 방안을 모색하고자 한다. 본 연구에 활용된 SHCC는 물겹합재비 0.45의 시멘트 복합체에 1.3%의 PVA 섬유 및 0.2%의 PE 섬유를 보강하여 제조되었다. 단면 $100{\times}100mm$의 정사각형 단면을 갖는 무근 콘크리트 보와 인장측 하부면에서 30 및 50mm 두께의 콘크리트를 SHCC로 단면 대체한 보의 휨 및 균열진전 과정을 비교하여 본 연구에서 제조된 SHCC에 의한 균열제어성능을 평가하고자 하였다. 인장측 하부면을 SHCC로 대체한 콘크리트 보 실험체의 휨거동 특성 및 균열제어성능은 무근 콘크리트 보에 비하여 크게 개선되었다.
한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.
The process equipment for handling high level radioactive materials like spent fuels is operated in a hot cell, due to high radioactivity. Thus, this equipment should be maintained and repaired optimally by a remotely operated manipulator. The master-slave manipulators(MSM) are widely used as a remote handling device in the hot cell. The equipment in the hot cell should be optimally placed within the workspace of the wall-mounted slave manipulator for the maintenance operation. But, because of the complexity in the hot cell, there would be some parts of the equipment that are not reached by the MSM. In this study, the maintenance process for these parts of the equipment is developed using virtual prototyping technology. To analyze the workspace of the maintenance device in the hot cell and to develop the maintenance processes for the process equipment, the virtual mock-up of the hot cell for the spent fuel handling process is implemented using IGRIP. For the implementation of the virtual mock-up, the parts of the equipment and maintenance devices such as the MSM and servo manipulator are modeled and assembled in 3-D graphics, and the appropriate kinematics are assigned. Also, the virtual workcell of the spent fuel management process is implemented in the graphical environment, which is the same as the real environment. Using this mock-up, the workspace of the manipulators in the hot cell and the operator's view through the wall-mounted lead glass are analyzed. Also, for the dedicated maintenance operation, the analyses for the detailed area of the end effectors in accordance with the slave manipulator's position and orientation are carried out. The parts of the equipment that are located outside of the MSM's workspace are specified and the maintenance process of the parts using the servo manipulator that is mounted in the hot cell is proposed. To monitor the process in the hot cell remotely, the virtual display system by a virtual camera in the virtual work cell is also proposed. And the graphic simulation using a virtual mock-up is performed to verify the proposed maintenance process. The maintenance process proposed in this study can be effectively used in the real hot cell operation and the implemented virtual mock-up can be used for analyzing the various hot cell operations and enhancing the reliability and safety of the spent fuel management.
사이트에 설치되어 운용 중인 능동위상배열레이다가 외부의 충격 또는 장기간 운용에 따른 성능열화가 의심될 경우, 위상배열안테나의 이상여부를 확인해야 한다. 하지만, 위상배열안테나를 측정하기 위해서는 무반향성 챔버에서 근접전계 시험이 수행되어야 하므로, 레이다 장치의 분해 및 운송을 위해 많은 시간과 비용이 투입되어야 하고 레이다 시스템의 운용 가용도가 나빠지게 된다. 따라서, 본 논문에서는 사이트에서 위상배열안테나의 이상여부를 확인할 수 있도록 이동성을 구비한 능동위상배열안테나 근접전계 스캐너를 제안하고, 무반향성 챔버에서 측정한 데이터와 비교하여 크기 ${\pm}0.5dB$와 위상 ${\pm}1.5^{\circ}$ 오차수준으로 측정유효성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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