• 제목/요약/키워드: mechanical servo control system

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선형전동기기반 컨테이너 이송시스템의 위치정확도 향상을 위한 적응 Backstepping 제어기 설계 (A Design of Adaptive Backstepping Controller for Improving Position Accuracy of Linear Motor-based Container Transportation System with Dynamic Friction)

  • 이진우;서정현;한근조;이권순
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제1권)
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    • pp.405-413
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    • 2006
  • 본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology)의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들을 정확하게 추정할 수 있는 관측기를 설계하였다. 적응 backstepping 제어 기법을 적용하여 시스템이 안정하게 제어될 수 있도록 하는 제어기를 설계하였다. 시스템은 변화하는 환경에 대하여 높은 적응성을 가질 수 있어 여러 종류의 부하는 물론 마찰 특성의 변화에도 양호한 제어 특성을 유지할 수 있었다. 제안한 제어시스템의 타당성을 보여주기 위해 축소된 형태의 LMTT 시뮬레이터를 제작하여, 이에 대해 시뮬레이션과 실험만을 수행하여 제안하는 방법의 타당성과 실현성을 입증하고자 하였다.

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선형전동기기반 컨테이너 이송시스템의 위치정확도 향상을 위한 적응 Backstepping 제어기 설계 (A Design of Adaptive Backstepping Controller for Improving Position Accuracy of Linear Motor-based Container Transportation System with Dynamic Friction)

  • 서정현;한근조;이권순;이진우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.55-64
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    • 2007
  • 일반적으로 서보 제어 시스템에서 비선형 동적 특성을 갖는 마찰력은 제어기 성능에 악영향을 미친다. 특히, 선형으로 고려된 시스템에 제어기 이득을 잘 설계한다 하더라도 마찰 현상에 포함된 동적으로 변화하는 dead zone에 의한 정상상태 오차 및 리미트 사이클(limit Cycle) 등을 야기한다. 따라서, 본 논문에서는 비선형 동적 마찰 성분을 효과적으로 보상하고 적응적으로 제어함으로써 차세대 항만 자동화 이송시스템으로 주목받고 있는 LMTT(linear motor-based transfer technology) 시스템의 위치 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 제어대상은 셔틀카(shuttle car)와 컨테이너들의 다양한 중량과, 이로 인해 발생하는 동적 마찰 특성 파라미터들의 변화가 발생하므로 마찰력 내부 파라미터들의 추정이 요구된다. 제안하는 방법은 적응 backstepping 제어 기법으로 시스템이 안정하게 제어될 수 있는 조건으로 내부 파라미터 추정기를 설계하여 비선형 동적 마찰력을 보상하도록 하였다.

실리콘 웨이퍼 연마장비용 왁스 스핀코팅장치의 내부기류 제어에 관한 전산유동해석 (CFD Analysis on the Internal Air Flow Control in a Wax Spin Coater of Silicon Wafer Polishing Station)

  • 김경진;김동주;박중윤
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.1-6
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    • 2011
  • In this paper, the air flow induced by the rotating flat disk is numerically investigated in a hope to better understand the air flow structures inside the wax spin coater for a silicon wafer polishing station. Due to the complex inner geometry of actual spin coater such as the casing around the rotating ceramic block and servo motor, recirculation of air flow is inevitably found on the coating target if the internal space of spin coater is closed at the bottom and it could be the possible source of contamination on the wax coating. By numerical flow simulation, we found that it is necessary to install the air vent at the bottom and to apply the sufficient air suction in order to control the path of air flow and to eliminate the air recirculation zone above the spinning surface of coating target.

불확실성을 고려한 횡축형 자기 베어링 시스템의 로버스트 제어에 관한 연구 (A Study on the Robust Control of Horizontal-Shaft Magnetic Bearing System Considering Perturbation)

  • 김창화;정병건;양주호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권1호
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    • pp.92-101
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    • 2010
  • 본 연구에서는 회전체를 지지하는 자기 베어링에 관하여, 2장에서는 적분형 서보계를 이용하여 횡축형 자기베어링 시스템(Horizontal-shaft Magnetic Bearing System: HMBS)에 대한 불확실성을 고려하면서 과도상태 응답개선에 대한 이론적인 고찰과 제어기설계 수식을 유도한다. 그리고 HMBS에 대해 물리 퍼래미터 변동에 대한 강인성과 외란의 영향을 저감하고 기준위치 변경에 따른 추종성을 갖도록 상태 피드백 제어기를 LMI 기법을 이용하여 설계한다. 3장에서는 설계한 제어칙을 가지고 시스템 불확실성의 변동에 대해 시간영역의 설계사양을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하고 실제 적용 가능성을 검토한다.

기능성 액츄에이터를 이용한 마이크로 밸브 (Micro Valve with Functional Actuator)

  • 윤소남;함영복;이경우;칸다 쿠니오
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.951-955
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    • 2004
  • Piezoelectric(PZT) actuator can substitute for solenoid which is used in fluid control field because it has faster response times and no possibility of explosion. Besides, it is available in a high temperature and it has low energy consumption. In this study, pneumatic micro valve, bimorph type PZT actuator using the softner type PZT, carbon plate as a shim and its controller circuit were suggested and investigated. Performance tests and characteristics analysis, such as displacement, force, hysteresis and frequency properties, were carried out. The displacement of the actuator measured at the end point was 63 ${\mu}m$., force of the actuator was 0.052 N and maximum operating frequency was 15Hz. Also, characteristics of the micro valve with PZT actuator were evaluated in a testing system. The results show that the suggested PZT actuator is suitable for micro valve.

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초음파 모터의 위상차 제어를 이용한 3자유도 힘반영 촉각장치 설계 (Design of A Force-Reflecting 3DOF Interface using Phase-Difference Control of Ultrasonic Motors)

  • 오금곤;조진섭;김동옥;김영동;김재민
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 1999년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.84-87
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    • 1999
  • This paper proposes an interfaces control system to drive a ultrasonic motors(USMs). To touch surfaces and objects created within a virtua environment, the 3 DOF force-reflecting interfaces provides force feedback to users, so to feel touching real things. To effectively display the mechanical impedance of the human hand we need a device with specific characteristics, such as low inertia almost zero friction and very high stiffness. As an actuator for direct drive method, the USMs have many good advantages satisfied these conditions over conventional servo motors. To estimate capability of this interface, we did an experiment. The device works very well, as user are able to detect the edge of the wall and the stiffness of the button.

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연마 브러시 접촉력 산출을 위한 비선형 강건제어기 실험 (Experiments on Robust Nonlinear Control for Brush Contact Force Estimation)

  • 이병수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.41-49
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    • 2010
  • Two promising control candidates have been selected to test the sinusoidal reference tracking performance for a brush-type polishing machine having strong nonlinearities and disturbances. The controlled target system is an oscillating mechanism consisting of a common positioning stage of one degree-of-freedom with a screw and a ball nut driven by a servo motor those can be obtained commercially. Beside the strong nonlinearity such as stick-slip friction, the periodic contact of the polishing brush and the work piece adds an external disturbance. Selected control candidates are a Sliding Mode Control (SMC) and a variant of a feedback linearization control called Smooth Robust Nonlinear Control (SRNC). A SMC and SRNC are selected since they have good theoretical backgrounds, are suitable to be implemented in a digital environment and show good disturbance and modeling uncertainty rejection performance. It should be also noted that SRNC has a nobel approach in that it uses the position information to compensate the stickslip friction. For both controllers analytical and experimental studies have been conducted to show control design approaches and to compare the performance against the strong nonlinearity and the disturbances.

유동해석을 통한 선박용 디젤엔진(LDCL JWCS)의 3-Way Valve 형상 설계 (Shape Design of the 3-Way Valve used in Marine Diesel Engines (LDCL JWCS) by CFD Analysis)

  • 황기웅;곽효서;김재열;엄태진;김철
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권11호
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    • pp.1077-1084
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    • 2017
  • 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.

Nutating 헤드 타입 5축 CNC 레이저 절단기용 동작 시뮬레이터 (Cutting Motion Simulator for Nutating Head Type S-axis CNC Laser Cutting Machine)

  • 강재관
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.35-40
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    • 2011
  • 5-axis laser cutting has great advantages when it is applied to three dimensional machining requiring high cutting quality. For developing 5-axis CNC laser cutting systems, however, many problems such as rotating a laser head or a working table, 5-axis servo-control mechanism, tool path generation and post-processing, and collision avoidance between a laser head and a work-piece should be solved. In this paper, we deal with developing a motion simulator for 5-axis laser cutting machine with a nutating cutting head whose rotational axis is in an inclined plane. Two essential modules such as post-processor and cutting motion simulator was developed based on a commercial 3D CAD of UG-NX. The developed system was applied to three dimensional cutting products and showed the validity of the developed methods.

압력·온도 변화에 따른 초고압 발생기 성능특성 연구 (A Study of the Variation in Intensifier Performance Characteristics Varying with Pressure and Temperature)

  • 김형의;이기천;김재훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권9호
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    • pp.1249-1255
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    • 2010
  • 초고압 시스템은 유압동력 발생장치, 충격압력 발생장치, 초고압부 오일 보충장치, 기동 및 제어반 등으로 일반적으로 구성된다. 유압동력 발생장치는 초고압 발생기에 유압원을 공급하고, 초고압 발생기에서는 공급되어진 유압원을 이용하여 초고압으로 압력을 증폭한다. 기동 및 제어반에서는 시스템을 운전하기 위한 전기모터, 밸브, 센서 등에 대한 제어 및 관찰을 하기 위해 사용된다. 본 연구에서는 초고압 압력을 발생시키기 위한 제어 방법을 서보밸브를 사용한 유량제어 방식에서 비례 릴리프 밸브를 사용한 압력제어 방법을 사용하여 연구하며, 초고압 압력 발생기의 압력을 가하는 주기와 유압동력 발생장치의 작동유의 온도 변화에 따라 충격압력을 발생시키는 성능이 변화하는 특성을 연구하는 것을 목적으로 한다.