• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.284-287
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• 2001

This paper presents the robust control simulation of a composite beam using self-sensing actuators(SSA). The self-sensing actuator is a new concept for intelligent material, where a single piezoelectric element simultaneously functions as both a sensor and an actuator. In a practical implementation of the self-sensing actuator an electrical bridge circuit is used to measure strain. The circuit could provide significant information about strain in the element if it were well-balanced. Our aim is design a robust controller which guarantees that the performance of a self-sensing actuator is robust against perturbation of the bridge balance and to confirm the advantages of this technique. Simulation results show that the self-sensing actuator driven by the designed controller exhibits excellent performance in suppressing the vibration of a composite beam.

• Composites Research
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• 제17권5호
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• pp.7-14
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• 2004

본 연구에서는 끝단에 질량이 부착된 복합재료 박판 보의 동특성을 제어하기 위하여 퍼지 알고리즘을 이용한 적응 제어 기법에 대하여 고찰하였다. 적응제어기법을 구현하기 위해 감지기와 작동기의 역할을 할 수 있는 압전재료를 구조물의 중립면상에 삽입하였다. 끝단 질량이 변하는 경우, 비례제어 및 속도제어와 비교해 볼 때, 퍼지 알고리즘을 이용한 제어 기법이 복합재료 박판 보의 동적응답제어에 우수한 성능을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1332-1336
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• 2005

It could make the LIghtweight Piezoelectric Composite Actuator (LIPCA) damageable by the cyclic large deformation. If the progressive microvoid coalescence of LIPCA interlaminar took place, the decrease of the stiffness and the weakness of stress transmission and fiber bridging effect would make the fatigue characteristics worse suddenly. Therefore, it is required to study the variation of fatigue behavior and interlaminar condition in LIPCA under resonant frequencies. These studies such as the changeable fatigue phase and interlaminar behavior of LIPCA affected by the resonant frequencies should be carried out due to the strong anisotropy of CFRP layer. Hence, these studies are as follows. 1) The residual stresses distribution of interlaminar in LIPCA using the Classical Lamination Theory (CLT). 2) Comparative analysis of interlaminar behavior for the intact LIPCA versus LIPCA containing an artificial delamination during resonant frequency.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.641-644
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• 2005

The aim of this research is to evaluate the relationship between the total effective moment $(M^E)$ and Bemoulli-Euler bending moment (M) when the ply orientations of UD CFRP in Piezoelectric Zirconate Titanate Composite Actuator (PZTCA) are changed. The obtained results as follows. Firstly, as the performance test results by the CFRP ply orientation, the performance of [0] and [90] were stable. However, while the performance of [+45] was suddenly decreased after 5 hours. Secondly, the change of $M^E$ by the CFRP ply orientation was evaluated. As the CFRP ply orientation was increased from [0] to [+60], the $M^E$ were gradually decreased. However, they became a little bit increased from [+60] to [90]. Finally, after the change of M by the CFRP ply orientation was evaluated, it was found that $M^E=2.2M$ was valid for just [0] and that there was a relationship between $M^E$ and M according to the ply orientation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.497-502
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• 2015

본 논문에서는 굽힘하중이 가해지는 스마트 복합재 적층판의 자유단에서 발생하는 박리응력을 압전 작동기를 이용해서 감소시키는 방법을 응력함수를 이용해 해석하는 방법을 제안하였다. 전기-기계 연성에 의해 나타나는 지배방정식은 최소 보족일의 원리를 이용해 구하였다. 응력상태는 일반적인 고유치 해석과정을 통해 구하였다. 스마트 복합재 적층판의 자유단 박리응력은 압전 작동기를 이용해 감소시킬 수 있었다. cross-ply 복합재 적층판의 박리응력 감소가 angle-ply 복합재 적층판 보다 크게 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.9-15
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• 2010

본 논문에서는 압전복합재 작동기가 표면에 부착된 Hull 구조물의 유한요소모델을 구성하여 동적 특성을 고찰하였으며, 구조물의 진동제어 특성을 평가하였다. Hull 구조물은 양 끝이 닫혀있는 실린더형 쉘 구조물을 고려하였으며, 항공기 동체나 잠수함과 같은 수중 구조물 등의 간단한 모델로 사용될 수 있다. 구조물의 진동제어를 위해 최근 NASA Langley 연구소에서 개발된 압전복합재인 Macro-Fiber Composite(MFC)를 적용하였다. MFC는 압전세라믹 섬유를 이용하여 유연성을 향상시키고, 맞물림 전극을 적용하여 면내 방향에서 큰 압전효과를 구현할 수 있도록 하였다. 유한요소모델을 바탕으로 구조물의 지배방정식을 도출하였으며, 동적 특성을 해석하여 실제 제작된 구조물의 실험결과와 비교 검증하였다. 최적제어 알고리즘을 구성하여 구조물의 진동제어 성능을 평가하였으며, 효과적으로 구조물의 진동을 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.362-367
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• 2008

In the present work, we address electric fatigue behavior in bending piezoelectric actuators using an acoustic emission technique. Electric cyclic fatigue tests have been performed up to ten million cycles on the fabricated specimens. To confirm the fatigue damage onset and its pathway, the source location and distributions of the AE behavior in terms of count rate are analyzed over the fatigue range. It is concluded that electric cyclic loading leads to fatigue damages such as transgranular damages and intergranular cracking in the surface of the PZT ceramic layer, and intergranular cracking even develops into the PZT inner layer, thereby degrading the displacement performance. The electric-induced fatigue behavior seems to show not a continuous process but a step-by-step process because of the brittleness of PZT ceramic. Nevertheless, this fatigue damage and cracking do not cause the final failure of the bending piezoelectric actuator loaded up to 107 cycles. Investigations of the AE behavior and the linear AE source location reveal that the onset time of the fatigue damage varies considerably depending on the existence of a glass-epoxy protecting layer.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.35-41
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• 2006

본 논문에서는 무밸브 마이크로펌프에 사용되는 압전 다이아프램의 성능을 향상시키는 방법이 연구되었다. 큰 작동 변위와 작동력을 가지는 원형 형태의 경량 압전 복합재료 작동기(LIPCA)를 마이크로 펌프용으로 제작하였다. 유한요소 해석과 실험을 통하여 원형 LIPCA의 성능을 예측하여 최적의 적층 형태를 설계하였다. 최적의 원형 LIPCA를 기반으로 포토리소그라피법과 PDMS 몰딩법을 사용하여 무밸브 마이크로 펌프를 제작하였다. 압전 다이아프램의 작동 변위 및 마이크로 펌프의 유량과 배압을 실험적으로 계측하였고, 반경험식을 사용하여 예측한 유량과 비교하였다. 이상의 연구에서 원형 LIPCA가 마이크로 펌프용으로 사용되는 보통의 압전 작동 다이아프램을 대체할 수 있는 우수한 작동기임을 확인할 수 있었다.

• 소음진동
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• 제7권1호
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• pp.161-168
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• 1997

The present paper describes the vibration control experiment of composite plates with bonded piezoelectric sensor and actuator. The system is modeled as two degree-of-freedom system using modal coordinates and the system parameters are obtained from vibration tests. Kalman filter is adopted for extracting modal coordinates from sensor signal, and control algorithms applied to the system are Linear Quadratic Gaussian(LQG) control, Bang-Bang Control (BBC), Negative Velocity Feedback(NVF), Proportional Derivative Control(PDC). From observation of the spillover and control perfomance, it is concluded that a higher order control algorithm such as LQG rather than BBG, NVF, PDC is suitable for efficient simultaneous control of both bending and twisting modes of composite plates.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권10호
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• pp.148-153
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• 2001

Active control of flexural vibrations of smart laminated composite beams has been carried out using piezoceramic sensor/actuator and viscoelastic material. The beams with passive constrained layer damping hale been analyzed by formulating the equations of motion through the use of extended Hamilton's principle. The dynamic characteristics such as damping ratio and modal damping of the beam are calculated for various fiber orientations by means of iterative complex eigensolution method. This paper addresses a design strategy of laminated composite under flexural vibrations to design structure with maximum possible damping capacity.