• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.13-21
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• 2011

본 논문에서는 MEMS 용량형 각속도 센서용 프로그래머블 CMOS 인터페이스 회로를 제작하고, 이를 MEMS 센싱 엘리먼트와 결합하여 평가하였다. 본 회로는 10 bit 프로그래머블 캐패시터 어레이 를 이용한 전하 증폭기, 오프셋 미세 조정을 위한 9 비트 DAC, 출력 민감도의 미세 조정을 위한 10 비트 PGA를 내장하여, 오프셋 및 민감도 오차를 정밀 조정할 수 있다. 제작 결과 자동 이득 제어 회로를 포함한 자가 발진 루프의 정상 동작을 확인하였다. 오프셋 오차와 민감도 오차는 각각 0.36%FSO 와 0.19%FSO 로 측정되었으며, 잡음 등가 해상도와 바이어스 불안정도는 각각 0.016 deg/sec 와 0.012 deg/sec 으로 평가되었다. 본 회로의 조정 기능을 이용하여 MEMS 용량형 각속도 센서의 기생 용량으로 인하여 발생되는 출력 오프셋 및 출력 민감도의 산포를 감소시킬 수 있으며, 이는 센서의 양산성 및 수율 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.172-178
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• 2015

제어 모멘트 자이로(control moment gyroscope, CMG)는 고토크 발생 장치로서 인공위성 뿐만 아니라 항공, 선박, 자동차, 로봇 등의 다양한 산업분야의 자세안정화와 기동 시스템에 적용될 수 있다. 본 논문은 여러 산업분야에서 적용할 수 있는 100Nm급 CMG 개발 전반에 대한 내용을 다룬다. 이를 위해서 CMG 시스템레벨 요구사항 분석, 모터 서브시스템 설계/제작/조립, 시험장치 구성, 성능시험 및 평가에 대한 개발과정과 결과를 제시한다. 스핀모터와 김벌모터를 설계조건에서 구동하여 CMG의 토크출력이 120Nm 이상 생성됨을 성능시험을 통해 확인한다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.31-37
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• 2016

낙상은 응급상황이 발생한 노인에게는 적절한 시간이 응급처치가 요구되는 주요한 상태이다. 응급상황의 경우, 낙상의 발생과 낙상 방향은 초기 상태의 응급처치를 위한 중요한 정보로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 낙상의 발생과 방향을 정확히 판단하는 시스템을 구현하였다. 낙상과 방향을 감지하기 위하여 하나의 3축 자이로도센서(MPU-6050)를 사용하였다. 제안된 낙상 방향 알고리듬은 X와 Y축 가속도값을 사용하여 낙상여부와 앞, 뒤 좌,우 및 중간방향을 포함한 8개 낙상방향을 감지하였다. 제안된 시스템은 선택적인 가속도 임계값을 사용하여 97% 이상의 낙상과 낙상방향을 성공적으로 감지함을 보였다.

• 센서학회지
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• 제8권2호
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• pp.139-147
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• 1999

본 논문에서는 관성 항법 장치 및 동작 제어 장치 능에서 회전 각속도를 검출하기 위하여 널리 사용되는 동조 자이로스코프의 새로운 각속도 검출방법을 제시하였다. 제안된 방법은 자이로스코프의 모델을 사용하여 재평형 루프의 설계를 수행함으로써 기존의 PI제어 방법만을 사용하였을 경우보다 외부 입력에 대하여 속도 검출을 위한 픽업단의 회전각도가 과도 및 정상 상태에서 작은 검출각을 유지시킨 상태에서 입력 각속도를 검출할 수 있으며 이에 따라 자유 자이로스코프의 기계적인 변경 없이도 시스템의 동작 범위를 매우 넓히는 것이 가능함을 보였다. 제안된 방법을 사용한 동조자이로스코프 시스템의 모델 및 전달 특성을 제시하였으며 최종적으로 컴퓨터 모의실험 모델 및 그 결과를 제시하여 그 타당성을 확인하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권3호
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• pp.373-379
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• 2016

국내에서 주 5일제 근무가 시행되어 많은 사람들이 주말을 즐기기 위해 취미활동이나 레저활동 혹은 캠핑 등에 관심이 집중되고 있다. 또한 최근 출퇴근을 위한 퍼스널 모빌리티 제품도 샤오미를 통한 가격 인하 제품의 출시로 직장인들에게 많이 판매되고 있다. 이러한 시점에서 본 연구는 레저활동이나 혹은 퍼스널 모빌리티 제품 사용에 있어서의 안전을 위한 자이로스코프 센서를 이용한 방향지시등의 개발을 목적으로 하고 있다. 현재 레저활동이나 퍼스널 모빌리티 제품의 안전을 위한 방향지시등의 제작 사례와 문제점등을 알아 보고 그것을 보완할 수 있는 사용자의 안전을 위한 방향지시등 개발을 개발하였다. 그모양은 원형의 링으로 LED를 사용하여 사용자의 움직임 방향을 후측방에 지시할 수 있다. 이러한 연구는 퍼스널모빌리티 제품을 사용하는 사용자를 위한 하나의 해결책이 될 수있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.89-98
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• 2017

외바퀴 로봇 제어에 있어 필수적인 균형 안정화 제어를 위해 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)를 이용할 수 있다. 단일 짐벌 CMG는 단순한 구조를 가지면서 외란에 대해 강력한 복원 토크를 로봇에게 전달할 수 있다. 그러나 CMG는 복원 토크 외에 원치 않는 방향의 토크도 발생시킨다. 원치 않는 방향 토크는 회전 자유도가 높은 외바퀴 로봇 시스템에서 불안정성 문제를 야기한다. 본 논문에서는 원치 않는 방향 토크를 제거하기 위해 CMG 가위쌍을 이용한 외바퀴 이동 로봇 제어 시스템을 제시한다. 외바퀴 로봇 동역학식에 있어서의 모델 오차에 강인한 특성을 갖는 LQR 제어 알고리즘을 설계하였다. 3D 비선형 동역학 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 CMG 가위쌍과 LQR 제어 알고리즘을 갖는 외바퀴 로봇 제어 시스템을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 춘계종합학술대회
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• pp.271-274
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• 2002

본 논문에서는 광센서용 광원에 적합한 1.55$\mu\textrm{m}$ 파장대의 InGaAsP/InP 반도체레이저를 제작하였다. 레이징을 억제시켜주기 위해서 bending type의 소자를 설계 및 제작하였으며, 제작된 소자의 출력은 펄스 구동전류 100㎃에서 1.6㎽이고, 스펙트럼 폭은 40nm의 값을 가졌다. 그리고, 제작된 광원을 적용하였을 때 광섬유 자이로스코프에 파이버 종단에서의 출력은 $25^{\circ}C$, 직류 100㎃에서 540㎻였고, 스펙트럼 폭은 53nm였다. 그리고, 불규칙잡음 계수는 2.5$\times$10­$^3$deg/√hr였고, 자이로 출력 drift도 잡음수준으로 조사되었다. 따라서, 본 연구에서 제작한 광원을 광섬유 자이로 스코프에 사용 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.154-155
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• 2007

This paper describes frequency response of two-mass system for gyroscope applications. The two-mass system of the proposed device is adapted to the sensing part of the gyroscope in this research. Two-mass system has two resonant peaks and wide flat region between two resonant peaks. The resonant frequency of driving part is in this flat region. Therefore, frequency tuning is not necessary for mode matching. In the proposed device, resonant frequency is designed as 7183 Hz in driving part. Mass ratio of two masses in sensing part is 0.1 and device size is 6 mm $\times$ 6 mm. The device is fabricated by SiOG process. The fabricated spring width is increased from $4{\mu}m$ to $4.5{\sim}4.7{\mu}m$, and the measured resonant frequency is 8392 Hz in driving mode. We operated the sensing part using parallel plate of proof mass to verify the sensing part. It is confirmed the device has a wide fiat region in frequency response curve and the resonant frequency of the driving part is in the wide flat region of sensing mode.

• 한국광학회지
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• 제14권6호
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• pp.649-656
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• 2003

본 논문에서는 몸체진동형 링레이저 자이로에서 레이저 공진기에 인가되는 입력 각속도가 lock-in 영역에 있을 때 발생하는 맥놀이신호 위상오차의 크기는 맥놀이신호의 위상에 관계된다는 것을 수치해석적인 계산을 통하여 확인하였다. 그리고 그 오차가 누적되지 않고 통계적 평균값이 영이 되도록 하기 위하여 몸체진동의 진폭을 변화시키는 몸체진동잡음 인가방식에 대한 요구조건을 연구하였다. 그 결과 몸체진동잡음에는 진폭을 증가시키고 감소시키는 진폭경사가 필요하고 여기에 유사 백색잡음을 첨가해주어야 하며 진폭경사의 기울기 및 진폭의 최대값과 최소값을 불규칙적으로 변화시켜야 됨을 알 수 있었다. 그리고 이러한 조건을 만족하는 것과 그렇지 않은 몸체진동잡음을 이용하여 자이로를 동작시키면서 주변온도의 변화에 의하여 나타나는 출력변화를 비교함으로서 몸체진동잡음에 의하여 오차가 누적되는 특성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권6호
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• pp.438-445
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• 2019

본 논문에서는 MEMS 자이로스코프에서 발생하는 G-민감도 오차를 관성센서 오차 모델에 정의하고, 이를 분석하여 오차 성분을 추출하는 기법을 제안한다. 일반적으로 MEMS기반 자이로스코프는 스프링과 관성질량체를 갖는 진동형 방식으로 개발된다. 따라서 구조적으로 고기동 환경에서 인가되는 가속도에 비례하는 G-민감도 오차 특성을 갖게 된다. 이러한 G-민감도 오차는 외부에서 높은 가속도가 인가되지 않는 민수분야에서는 무시할 정도로 작다. 하지만 전술급 성능의 MEMS 관성측정기가 고가속 환경에서 외란과 가속도에 의해 G-민감도 오차가 발생하게 되면 항체의 유도조종을 위한 항법장치 성능에 큰 영향을 미치게 되므로 오차 분석과 보상은 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 MEMS 자이로스코프에 발생하는 G-민감도 오차를 분석하고 정의하여 관성센서 오차모델에 적용한다. 새로 정의된 관성센서 오차모델을 분석하여, 오차 성분을 고가속도 시험환경이 아닌 FMS 시험만으로 정확히 추출하는 방법을 제안한다. 그리고 제안한 방법으로 얻은 오차를 보상하여 고가속도 시험을 수행하고 그 결과를 분석하여 성능과 신뢰성을 검증한다.