• 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.

• Smart Structures and Systems
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• 제33권1호
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• pp.1-16
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• 2024

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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.21-32
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• 2013

본 논문에서는 건축물의 실시간 피드백 진동제어를 위한 기초연구로써, 자체 기술력을 바탕으로 개발된 무선 가속도센서 시스템 및 프로토타입 (Prototype) AMD 시스템을 결합하여 피드백 진동제어 시스템을 구성하고, 모형 건축물을 대상으로 구성된 제어시스템의 기초성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 우선 MEMS 센서 소자 및 블루투스 통신 모듈 기반의 무선 가속도 센서 유닛, 실시간 가속도 응답획득 및 제어법칙에 근거한 제어출력을 구현하도록 구성한 운영프로그램 등을 개발하였다. 또한 AC 서보모터를 이용해 기동되도록 설계한 프로토타입 AMD 및 모터 드라이버 시스템을 구성하였다. 마지막으로 이를 이용해 실시간 피드백 진동제어 시스템을 구성하였고, 2층 모형 건축물을 대상으로 실험실 규모의 진동제어 실험을 수행하여 목적된 구조물의 진동저감 효과를 정량적으로 분석하였다. 실험의 결과, 모형 구조물의 1차 및 2차 공진주파수 그리고 랜덤주파수 등의 실험조건에서 명확한 진동저감의 효과를 확인할 수 있었으며, 종국적으로 본 논문에서 개발한 무선 가속도센서 시스템 및 AMD 시스템이 향후 여타 구조물의 진동제어를 위한 효과적인 수단으로 응용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제43권4호
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• pp.28-36
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• 2006

본 연구에서는, 팔의 4가지 운동을 구별할 수 있는 계측 시스템과, 구별된 팔의 운동 위치를 추정할 수 있는 제어 알고리즘에 관하여 기술한다. 먼저 4가지(굽히기와 펴기, 내전과 외전) 운동을 구별하기 위해 굽혀진 정도를 측정할 수 있는 전기 저항 형태의 굽힘 센서를 사용한다. 이 센서를 왼팔의 상완 이두근과 오구완근에 1개씩 부착한다. 부착된 두 개의 센서로부터 출력되는 신호는 증폭기와 필터 등으로 구성된 계측 시스템을 통과한다. 이 시스템에서는 상완이두근에 부착된 센서 신호는 굽히기와 펴기 운동 중에서만 On/OFF 작동을 하도록 하고, 오구완근에 부착된 센서 신호는 모든 운동에 작동하도록 설계하였다. 이렇게 출력된 신호들로부터 4가지 운동은 구별하여 출력하고, 출력된 신호들로부터 팔의 운동 위치를 측정한다. 마지막으로, 제안된 알고리즘의 효용성을 입증하기 위해 RC 서보 모터와 포텐션미터로 구성된 2자유도의 인공팔을 제작하여 실험한다. 실험을 통해 인공 팔의 위치는 모터의 회전 관성, 센서의 노이즈 등으로 실제 팔의 위치와 차이가 발생하였다 이 오차를 감소하기 위해 오차값과 오차의 변화값에 근거한 퍼지 PID 제어기를 사용하였고, 이로써 오차가 5도 이내로 감소되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.602-611
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• 2004

본 논문에서는 속도 오차의 최소화와 안정된 응답 특성을 가진 선형 영구자석형 동기 전동기를 이용한 시스템을 구성하기 위해서 속도 오차와 속도 오차의 미분항을 입력 변수로 하고 PI 룩업-테이블(look up table)을 이용한 퍼지(fuzzy) 기반 자기동조(self-tuning) PI 속도 제어기를 제안 하였다. 부하가 변동되는 제어 환경이나 시스템에 비선형성 외란이 가해지는 경우, 고정된 최초의 이득 설정 또는 NC 공작기에서 사용되는 속도에 따른 가변이득 조절 방식만으로는 원하는 제어특성을 기대하기가 어렵다. 본 연구의 타당성을 검증하기 위해서 기존의 고정이득 방식 및 속도 변동량에 따른 가변이득 방식을 제안한 방식과 시뮬레이션 및 4상한 운전 실험을 통해 비교함으로써 제안된 방식이 기존의 방식들보다 안정되고 빠른 속도 응답특성을 가짐을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권1호
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• pp.16-20
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• 2020

차량이 주행 중에 그리고 항공기가 활주로에 착륙하는 순간과 활주 중에 발생하는 피로는 착륙장치, 기체와 차량의 현가장치 등에 수명 주기와 밀접한 관련이 있다. 휠에 작용하는 하중들은 종축 힘, 횡력, 수직력과 제동력이다. 차량의 동특성과 내구성을 연구하기 위해 본 논문의 시뮬레이터는 시험실에서 실제 노면 형상을 재현에 사용된다. 그러므로 제품 개발 시간과 비용을 절감할 수 있다. 하드웨어적으로 유압 피로 시뮬레이터 구조의 중요한 요소는 각 축을 분리하고 여러 하중과 진동을 견뎌내는 것이다. 본 논문의 역기구학적 해석 방법은 Dummy wheel 중심에서 축 방향으로 최대 동작 변위를 준 후 커플링에 의한 유압 서보 작동기의 작동 크기를 도출한다. 해석의 결과는 실제 노면 형상을 정확하게 재현하기 위해 축 간의 커플링이 미약함을 확인하는 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.30-38
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• 2017

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.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.78-90
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• 2006

대부분의 건축 토목공사의 기초공사 시 사용하는 기성콘크리트 파일공사의 굴착 및 파일 매입 작업의 경우 국내 시방기준에는 파일을 연직으로 시공해야한다는 것만이 명시되어 있을 뿐, 이에 대한 측정기준 및 시공기준이 제시되어있지 않으며, 대부분의 시공현장에서는 숙련노무자의 경험을 통한 육안측정에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구의 목적은 기수행된 PHC 파일 시공성능 향상을 위한 연직 자동제어기 파일롯타입(pilot-type) 연구를 바탕으로 PHC파일 시공 시 균일한 시공품질을 확보하고 작업의 안전성 확보 및 생산성 향상을 위한 파일 연직 자동제어기 프로토타입(prototype)을 개발하는 것이다. 본 연구를 통해 제시된 PHC 파일 연직 자동제어기가 현장에 적용될 경우, PHC 파일 연직도 측정 및 제어의 자동화를 통해 품질 및 안전성 향상이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.399-402
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• 2004

착탈식의 플라스틱 디스크와 부상형 광헤드를 사용하는 광드라이브에서 부상형 광헤드의 부상안정성 문제는 고밀도 표면기록의 신뢰성 확보를 위해 매우 중요한 요소로 고려되어야 한다. 플라스틱 디스크와 광헤드의 포커싱 제어를 위해 부상형광헤드의 광학적 조립오차와 플라스틱디스크의 보호층의 오차를 보상해주는 추가적인 엑츄에이터의 몇 가지 설계방안에 대해 검토한다. 또한 본 논문에서는 부상형 광헤드의 부상안정성을 위하여 디스크의 굴곡에 대한 부상특성과 안정성을 해석하고, 특히 로드/언로드 시의 부상안정성에 대해서도 검토해 본다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.646-653
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• 2021

본 연구에서 개발된 의료용 침대는 N개의 건반으로 이루어져 각각이 엑츄에이터에 의해 수직으로 구동된다. 각 건반에는 M개의 센서가 실장되어 체압을 측정하므로 체압지도의 해상도는 MN에 의해 결정된다. 각 건반에는 센서 제어기가 실장되어 M개의 센서로부터 측정한 체압값을 CAN(Car Area Network)와 같은 직렬 통신 네트워크를 통해 메인제어기로 전달한다. 각 건반에는 모터를 구동하는 서보 드라이버가 하나씩 장착되며 메인 제어기와 CAN으로 연결되어 메인 제어기에서 지시된 변위값대로 건반의 높낮이를 제어하며 향후 개발될 인공지능 제어 알고리즘을 위해 신체 각부의 편안도를 조사하여 건반의 높낮이를 맞추었다. 또한, 건반 각부에 걸리는 최대 체압값과 체압비를 계산하여 인공지능에 의한 침대 편안도 제어를 위해 기초 데이터로 활용한다. 결과적으로 제시된 시스템은 향후 개발될 인공지능에 의한 신체의 안락함과 욕창 방지 제어를 위해 활용될 수 있는 토대가 될 수 있다.