• 공학교육연구
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• 제8권1호
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• pp.5-19
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• 2005

이 논문은 삼척대학교 메카트로닉스 공학부에서 자동제어, 디지털제어, 마이크로 프로세서응용의 실습을 위해 사용되는 자기 부상실습장치의 설계와 제작에 관한 것이다. 이 장치는 MIT 대학의 설계에서 영감을 받아 개발되었으나, MIT의 장치가 아날로그형임에 비해 디지털형으로 개발하였다. 이 실습장치는 아날로그와 디지털 방식으로 동시에 제어하고 모니터할 수 있다. 더구나 부품의 가격은 MIT의 것과 비슷하거나 더 싼 편이다. 그리고 이 장치는 자기 홀 센서나 적외선 센서를 이용하여 제어할 수 있어서 학생들에게는 센서의 사용과 신호처리를 위한 다양한 경험을 얻을 수 있도록 되어있다. 이 설계는 저자들이 제작하여 시험해 보았으며, 학생들에게 실험 프로젝트 형식으로 제공될 것이다. 이 장치는 의도적으로 덜 보상되어지고, 적당한 수준까지만 조립된 상태에서 학생들에게 제공될 것이며, 학생들은 센서신호와 제어기의 성능을 분석한 후 보상기를 설계하고 센서의 신호를 처리할 것이 기대된다.

• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.329-336
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• 2001

This paper describes the steering control and geomagnetism cancellation for an autonomous vehicle using an MR sensor. The magneto-resistive (MR) sensor obtains the vector summation of the magnetic fields from embedded magnets and the Earth. The vehicle is controlled by the magnetic fields from embedded magnets. So, geomagnetism is the disturbance in the steering control system. In this paper, we propose a new method of the sensor arrangement in order to remove the geomagnetism and vehicle body interference. The proposed method uses two MR sensors located in a level plane and the steering controller has been developed. The controller has three input variables ($dB_x$, $dB_y$, $dB_z$) using the measured magnetic field difference, and an output variable (the steering angle). A simulation program was developed to acquire the data to teach the neural network, in order to test the ability of a neural network to learn the steering control process. Also, the computer simulation of the vehicle (including vehicle dynamics and steering) was used to verify the steering performance of the vehicle controller using the neural network. From the simulation and field test, good result was obtained and we confirmed the robustness of the neural network controller in a real autonomous vehicle.

• 한국해양공학회지
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• 제13권2호통권32호
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• pp.108-115
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• 1999

To study measurement of coated steel corrosion in mortar, a transient electro-magnetic(TEM) method was adapted. The sensors were made of enamelled wire with diameter of 0.25mm(transmitter), 0.1mm(receiver) and the secondary electro motive force(EMF) was measured with SIROTEMIII. The sensors configuration was used as in loop configuration. After coated steels were corroded by the salt spray during 3, 7, 15, 25days, they were embedded in mortar which were made from sand : cement : water ratio of 2 : 1 :0.5. To investigate coated steel corrosion in mortar, the sensors were used. ( sensorl - $T_x$ : $4{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $3{times}3cm$, sensor2 - $T_x$ : $8{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $3{times}3cm$, sensor3 - $T_x$ : $4{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $6{times}6cm$, sensor4 - $T_x$ : $8{\Omega}$, $R_x$ : $10{\Omega}$, $6{times}6cm$). The obtained results showed that the secondary EMF was decreased with specimens of 3, 7days corroded coationg steel in mortar and then increased with specccimens of 15, 25days corroded one. And it was confirmed that measurement of coated steel corrosion in mortar by a transient electro-magnetic(TEM) method is possible.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권1호
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• pp.67-75
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• 2010

본 논문에서는 실외환경에서 주행하는 이동로봇의 위치를 추정하는 알고리즘을 제안한다. 실외환경은 실내와 다르게 바닥이 고르지 않고, 경사진 지형 등 지면에 대한 불확실성을 포함한다. 이러한 환경에서 로봇의 진행 방향을 추정하기 위해 magnetic 센서 또는 IMU(Inertial Measurement Unit)가 예전부터 많이 사용되어 왔다. Magnetic 센서는 진행방향에 대한 절대 각도를 알려주며, IMU는 센서 내부에서 자이로스코프와 가속도계, 전자 나침반을 사용하여 각도 정보를 제공한다. 하지만 본 연구에 사용된 이동로봇은 전기자동차로써 자기장의 영향을 많이 받기 때문에 위 두 센서를 사용할 수가 없는 실정이다. 그래서 자기장의 영향을 받지 않는 1축 자이로 센서 3개를 이용한 자이로 모듈을 구성하여 진행방향을 추정하는 알고리즘을 구현하였다. GPS와 엔코더, 자이로 센서 모듈 등을 통해 얻은 정보를 융합하여 확장 칼만 필터 알고리즘에 의한 이동로봇의 위치추정 알고리즘을 개발하였고 실험을 통하여 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권4호
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• pp.579-591
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• 2015

This paper investigates a magnetoelectric (ME) vibration energy harvester that can scavenge energy in arbitrary directions in a plane as well as wide working bandwidth. In this harvester, a circular cross-section cantilever rod is adopted to extract the external vibration energy due to the capability of it's free end oscillating in arbitrary in-plane directions. And permanent magnets are fixed to the free end of the cantilever rod, causing it to experience a non-linear force as it moves with respect to stationary ME transducers and magnets. The magnetically coupled cantilever rod exhibits a nonlinear and two-mode motion, and responds to vibration over a much broader frequency range than a standard cantilever. The effects of the magnetic field distribution and the magnetic force on the harvester's voltage response are investigated with the aim to obtain the optimal vibration energy harvesting performances. A prototype harvester was fabricated and experimentally tested, and the experimental results verified that the harvester can extract energy from arbitrary in-plane directions, and had maximum bandwidth of 5.5 Hz, and output power of 0.13 mW at an acceleration of 0.6 g (with $g=9.8ms^{-2}$).

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
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• pp.87-91
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• 2002

본 연구는 탐지 대상물체의 형상인식 이 가능한 비접촉, 원격 탐지장치의 개발에 관한 것이다. 형체인식용 비접촉 시스템은 주로 Magneto-Impedance법과 Magneto-Inductance법이 있 으며, Magneto- Inductance법은 왜곡이 적고, 인체나 탐지대상물체에 손상을 가져오지 않는다. 본 연구에서는 2극으로 디자인 된 Magnetic Tomography System을 이용하여 물체의 위치에 따른 투자율 변화량을 계산 및 실측하였다.

• 한국자기학회지
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• 제17권4호
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• pp.156-161
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• 2007

어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.760-765
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• 2004

One of the obstacles for a magnetic bearing to be used in the wide range of industrial applications is the failure modes associated with magnetic bearings, which we don't expect for conventional passive bearings. These failure modes include electric power outage, power amplifier faults, position sensor faults, and the malfunction of controllers. Fault-tolerant magnetic bearing systems have been proposed so that the system can operate in spite of some faults in the system. In this paper, we designed and implemented a fault-tolerant magnetic bearing system for a turbo-molecular vacuum pump. The system can cope with the actuator/amplifier faults as well as the faults in position sensors, which are the two major fault modes in a magnetic bearing system.

• Journal of Magnetics
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• 제11권4호
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• pp.189-194
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• 2006

The recent development of bio-conjugated magnetic nanoparticles offers many opportunities for applications in the field of biomedicine. In particular, the use of magnetic nanoparticles for biosensing has generated widespread research efforts following the progress of various magnetic field sensors. Here we demonstrate substrate-free biosensing approaches based on the Brownian rotation of ferromagnetic nanoparticles suspended in liquids. The signal transduction is through the measurement of the magnetic ac susceptibility as a function of frequency, whose peak position changes due to the modification of the hydrodynamic radius of bio-conjugated magnetic nanoparticles upon binding to target bio-molecules. The advantage of this approach includes its relative simplicity and integrity compared to methods that use substrate-based stray-field detectors.

• 소음진동
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• 제8권1호
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• pp.195-203
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• 1998

The magnetic levitation system is utilized in the magnetic bearing of high-speed rotor because of little friction, no lubrication, no noise and so on. The magnetic levitation system need the feedback controller for the stabilization of system, and gap sensors are generally used to measure the gap. The use of sensor easily goes into troublesome caused by sensor failure discord between the measurement point and the control point etc. This paper presents the design of robust stabilizing contoller by $H_{\infty}$ control theory using the sensorless method proposed by authors in the magnetic levitation system. And we investigated both the validity of the designed controller and the usefulness of the sensorless magnetic levitation system through results of actual experiment.