추력정수를 고려한 Short Stroke 형 LDM의 설계

윤신용,백수현,김용,정계천,류종상 동국대학교 산업기술연구원 1998 산업기술논문집 Vol.11 No.-

LDM (Linear DC Motor) are used in high speed, high-precision position control system. Because of these advantages, LDM has already used in the motor of pen-recorder, magnetic-disk devices. Under the limited dimension, we propose the design method of LDM by magnetic circuit. In this paper, a relation between the thrust constant and size of a LDM that is moving coil type with unipolar is described, which is defined as a simple relational equation. To maximize the rate of thrust to the volume of LDM, the magnetic flux density in the yoke is adjusted to the value of magnetic equation. By the magnetic field anaysis(FEM), the validity of the equation is confirmed.

슬라이딩 모드를 이용한 LDM 서보밸브의 추종제어

윤신용,백수현 동국대학교 산업기술연구원 1999 산업기술논문집 Vol.13 No.-

본 논문은 LDM을 이용한 직접구동 서보밸브의 위치 추종제어를 연구하였다. 선형 전자석 솔레노이드로 구동되는 노즐 플레퍼형 서보밸브와 비례 선형 밸브는 공장 자동화 분야에 광범위하게 적용된다. 이러한 고전적인 서보밸브는 효율, 오염, 저속에서 문제점을 지니고 있기 때문에, 고속 및 고정밀 서보밸브가 요구된다. 따라서 본 연구에서는 LDM을 이용한 고속 하이드라릭 서보밸브를 적용한다. 제어는 슬라이딩 모드인 새로운 형태의 상태 공간 궤적을 이용한다. 가변구조시스템 (슬라이딩모드)은 적합한 스위칭 로직과 함께 연속적 특성을 갖는 종속시스템으로 가변구조시스템을 구성하고 있다. 따라서 본 연구에서는 슬라이딩모드 제어기법을 이용한 최적의 성능을 갖는 시스템을 제안한다. This paper deals with a position sliding mode control of direct drive hydraulic servo valve(linear servo valve, LSV) using linear DC motor (LDM). The nozzle-flapper type servo valves and proportional linear valves driven linear electromagnetic solenoid are widely used in factory automation. Because these conventional valves involve problems in efficiency, contamination and low-speed. High speed and hi precision servo valves have been required. This paper is applied to high speed hydraulic servo valve using LDM. The controller is designed so that a new type of state space trajectories called sliding mode exists. Variable structure system (sliding mode) consist of a set of continuous subsystems together with suitable switching logic. Therefore, a sliding mode control has the control performance very near to the time optimal one.

디지털 PI제어에 의한 브러시리스 직류모터의 안정도 향상

윤신용,백수현,김용,김철진,임태빈,Yoon, Shin-Yong,Baek, Soo-Hyun,Kim, Yong,Kim, Cherl-Jin,Im, Tae-Bin 한국조명전기설비학회 2000 조명·전기설비학회논문지 Vol.14 No.1

본 연구에서는 브러시리스 직류모터의 적합한 수학적 동가 모텔링을 구성하였으며 제어대상 BLOC 모터에 스 웹입력이 있는 상태로 역기전력의 측정에 의한 모터 파라미터를 측정하였다. 그리고 제시된 측정법의 타당성은 스템웅답의 실험결과에 의해서 확인하였다. 또한 훌센서로된 BLOC 모터의 오픈루프 전달함수로부터 얻은 근궤 적법의 결과에 따라 적합한 디지털제어기를 셜계하였으며 속도제어 가변을 위한 제어이득을 결정하였다. 여기서 수정된 Ziegler-Nichols의 동조법은 적합한 디지털 게인 설정을 위해서 적용되었으며 시스템의 안정성은 보드선 도와 실험으로 주파수영역의 해석에 의해서 입증하였다. This study have established proper mathematical equivalent model of Brushless DC (BLDC) motor and estimated the motor parameter by means of the back-emf measurement as being the step input to the controlled target BLDC motor. And the validity of proposed estimation method is confirmed by the test result of step response. As well, we have designed the reasonable digital controller as a consequence of the root locus method which is obtained from the open-loop transfer function of BLDC motor with hall sensor, and the determination of control gain for variable speed control. Here, revised Ziegler-Nichols tuning method is applied for the proper digital gain establishment, and the system stability is verified by the frequency domain analysis with Bode-plot and experimentation.

하이브리드형 스텝모터의 모델링 및 디텐트 토크 고조파 분석

윤신용,백수현,김용,김철진,Yoon, Shin-Yong,Baek, Soo-Hyun,Kim, Yong,Kim, Cherl-Jin 한국조명전기설비학회 2002 조명·전기설비학회논문지 Vol.16 No.5

This paper did the study target for modeling, characteristics analysis and harmonic reduce with the detent torque of a 4 phase and 5 phase hybrid type step motor. For this, it was attempted to derive the mathematical modeling and used the permeance method for flux field analysis. Through this analysis result, this paper acquired the detent torque of this model. To compare the characteristics analysis of phase difference with two motors structure it have obtained to derive the operating detent torque with this model. Here, 5 phase motor has known the harmonic reduce of detail torque compare with 4 phase motor. Also, that has showed to improved the step response. The analysis result has represent the effect that a fundamental component of the permeance distribution produces the average torque and that harmonic components produce the ripple torque. 본 논문은 4상과5상 하이브리드형 스텝모터의 모델링, 특성해석 및 디텐트 토크에 대한 고조파 저감을 대상으로 연구하였다. 이를 위하여 기계적인 모델링을 도출하였으며 자계해석을 위해서 퍼미언스법을 이용하였다. 이러한 해석 결과 본 모델에 대한 디텐트 토크를 얻을 수 있었다. 또한 두 모델 구조에 대한 상차의 특성해석 비교를 통하여, 본 모델에 대한 디텐트 토크를 유도해 낼 수 있었다. 이때 5상 스텝모터는 4상 스텝모터에 비하여 디텐트 토크의 감소와 스텝응답이 개선됨을 알 수 있었다. 해석결과 퍼미언스분포의 크기는 평균토크의 발생에 영향을 미치며, 고조파성분의 크기가 토크 리플의 크기를 발생함을 알 수 있었다.

양측 여자형 다분할 LDM의 특성해석

윤신용,백수현,김용,Yoon, Shin-Yong,Baek, Soo-Hyun,Kim, Yong 한국조명전기설비학회 2002 조명·전기설비학회논문지 Vol.16 No.4

산업의 발달에 따라 선형 직류 모터의 용용이 확대되고 있다. 본 연구에서는 가동차석형 양측식 다분할 여자 LDM의 해석을 연구대상으로 하였다. 본 LDM의 구조에서 가동자는 큰 추력을 얻도록 영구지석 6개를 사용하였으며, 고정자는 철심의 포화를 억제 하도록 다 분할형 권선을 성층하였다. 또한 양측 여자 권선은 지그재그형으로 성 층하여 추력의 리플을 억제하고, 정추력을 발생할 수 있도록 설계하였다. 여기에 다 분할시 영구자석대 권선 폭의 비가 중요하므로 본 연구에서는 똑비를 1 : 1, 1 : 0.84 및 1 : 0.5의 3개 부분으로 나누어 해석하였다. 해석 방법은 복잡한 수치해석의 유한요소법 보다는 퍼미언스 및 자기저항 법을 이용하여 파라며터를 계산하였다. 제작된 실험장 치를 통하여 추력을 측정한 결과는 전 변위에 대해서 정추력이 발생함을 알 수 있었다. The use of linear DC motor is spreaded according to industrial development. This study was objected to study the analysis of double side excitation LDM with moving magnet type. In this LDM structure, the mover made use of permanent magnet with six pieces so as to large thrust, the stator was bedded for the multi separated type winding to repress the i개n saturation. Also, double side excitation winding is suppressed to thrust ripple with stratification to zigzag type and designed to production for static thrust. Then it is important to ratio of permanent magnet to winding width at multi separate, this paper analyzed to separate to three pieces of 1:1, 1:0.84 and 1:0.5 with width ratio. The analysis method calculated the parameter useful for permeance and magnetic resistance more than FEM of complicated numerical value analysis. Through manufactured experiment system, measurement result of thrust was almost acquired to constant thrust for all displacement.

출력 피드백제어 시스템을 위한 적응 관측제어기

윤신용,백수현,김용 동국대학교 대학원 1999 大學院硏究論集-東國大學校 大學院 Vol.29 No.-

Adaptive control is one of the ideas conceived in the 1950's which has firmly remained in the mainstream of research activity with hundreds of papers., One of the reasons for the rapid growth and continuing popularity of adaptive control is its clearly defined goal : to control plants with unknown parameters. Adaptive control has been most successful for plant moduls in which the unknown parameters appear linearly. Adaptive backstopping and turning functions produces are Lyaunove-based design. A common approach to output feedback control of linear system is to use the certainty equivalence principle and combine state-feedback controller with the estimators (observers). In this paper we designed the modular of output feedback control system, the output feedback modular approach results in separation of two design modules : observer based scheme, swapping based scheme. We design output-feedback control laws which guarantee input-to-state stability with respect to the parameter error, its derivative, and the state estimation error as the inputs. The schemes in the paper are simpler than the tuning functions schemes because they do not eliminate angle error θ for the error system.

압전 프린트 헤드에 의한 금속프린팅의 미세패턴제어

윤신용,최근수,백수현,장홍순,서상현,Yoon, Shin-Yong,Choi, Geun-Soo,Baek, Soo-Hyun,Chang, Hong-Soon,Seo, Sang-Hyun 한국전기전자재료학회 2011 전기전자재료학회논문지 Vol.24 No.2

We were analyzed the piezoelectric characteristic for electronics printing to inkjet printing system. These applications were possible use to Actuator, MEMS, FPCB, RFID, Solar cell and LCD color filter etc. Piezoelectric print head is firing from ink droplet control consideration ink viscosity properties. At this time, micro pattern for PCB metal printing was possible by droplet control of piezoelectric driving. These driving characteristics are variable voltage pulse waveform. We are used the piezoelectric analysis software of Finite Element Method (FEM), Piezoelectric design parameters are acquired from piezoelectric analysis, and measurement of piezoelectric. It designed for piezoelectric head to possible electric print pattern of inkjet printing system. For this validity we were established through in comparison with simulation and measurement. Designed piezoelectric specification obtained voltage 98V, firing frequency 10 kHz, resolution 360dpi, drop volume 20pl, nozzle number 256, and nozzle pitch 0.33 mm.

레이저기법에 의한 자동차 사이드미러 LED 점등용 전도성패턴

윤신용,최근수,백수현,장홍순 대한전기학회 2011 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2011 No.4

리형 초음파모터의 모드가변에 따른 진동특성 개선

윤신용,김수석 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.2

본 논문은 링형 초음파모터의 진동모드에 의한 진동특성 개선을 제안하였다. 고정자의 압전세락믹과 탄성체에 대한 설계는 공진주파수, 진동모드 및 결합계수 등을 고려한 유한요소법(FEM)에 의해 계산되었다. 6차로부터 8차까지의 진동해석 결과를 통하여, 7차 모드는 결합효율, 최소전력소비 및 굴곡 진동에 있어서 매우 우수한 결과를 얻었다. 또한 7차 모드 이상에서는 입력전압에 대한 출력전류가 매우 크게 증가함을 알 수 있었다. 두께 0.5[mm]∼2[mm]까지의 진동계산 결과 0.5[mm]에서 진동변위가 매우 높은 값을 지님을 알 수 있었다. 이러한 해석결과로부터 본 연구에서는 약 43.86[KHz]의 공진주파수을 갖는 외경 50[mm], 내경 22[mm]의 초음파모터를 제조하였으며 다음의 시뮬레이션 결과 42.2[KHz]와 실험결과43.86(KHz)의 값을 얻었다. 따라서 본 논문의 타당성은 시뮬레이션 결과와 실험결과의 비교 검토를 통하여 거의 일치하는 결과를 입증하였다. This paper suggested the vibration characteristic improvement by variation mode of ring type ultrasonic motor. Design for the piezoelectric ceramic and elastic body of stator were calculated by the finite element method(FEM) that consider the resonance frequency, vibration mode and coupling efficiency etc. Through the result of vibration analysis from 6 order mode to 8 mode, the 7 order mode was gained very an excellent results that it was the coupling efficient, minimum power loss and bending vibration value. Here over 7 order mode, was acquired that an output current for input voltage was very a large increased results. The result of vibration calculation, from thickness 0.5[mm] to 2[mm], know the fact that the vibration displacement at 0.5[mm] is an high value too. From such analysis result, this paper was manufactured the ultrasonic motor of outer diameter 50[mm], inter 22[mm] having the about 43.86[KHz] resonance frequency. We have gated that a simulation result is 42.2[KHz] and an experiment result is 43.86[KHz]. Then, a propriety of this paper was established the result almost similar to though comparison, investigation of simulation and experiment result.

리니어 펄스 모터의 추력 및 수직력에 대한 특성 해석

윤신용,백수현,김용,Yoon, Shin-Yong,Baek, Soo-Hyun,Kim, Yong 한국조명전기설비학회 1999 조명·전기설비학회논문지 Vol.13 No.4

리니어 펄스 모터(LPM)는 유연한 선형운동이 필요한 분야에 사용되며 LPM의 위치정밀도는 리드스쿠류 보다 매우 높다. LPM은 간단한 기계적 구조, 고 반복성, 정밀한 오픈루프 동작 및 저 관성 등의 장점을 지니고 있으므로 공장 자동화 및 고속 위치제어용과 같은 응용분야에서 광범위하게 활용된다. 본 논문에서는 고 정밀성과 반복성을 지닌 LPM의 힘 특성을 해석하였다. 추력과 수직력은 고정자와 가동자의 치 피치와 공극에 매우 민감하다. 이 때 수직력은 추력에 비해서 매우 높지만 추력도 상당히 크다. 본 LPM의 자기회로는 복잡한 구조이기 때문에, 힘을 계산하기 위한 적합한 방법으로는 유한요소법(FEM)을 적용한다. 여기서는 가상변위와 맥스웰 응력을 이용하였다. Linear Pulse Motors (LPM) are used a field where SImOth linear motion is required, and it's position accuracy higher than that of a lead According to the advanUlge such as simplicity of rrechanical frarre, high reliability, precise open-loop operation, low inertia etc. LPM is awlied largely where it have made motor of this kind more and rmre attractive in many application areas such as factory automation and high speed positioning. This paper is researched to analyze for force characteristics of hybrid LPM with high accuracy and repeatability. Both the thrust and normal force are very sensitive to the airgap and tooth pitches of the forcer and platen. Here, the thrust shows a high content while the normal force is much higher than the thrust. For magnetic circuits of hybrid LPM is the complicated structure, the finite element rrethod (FEM) is employed with suitable rrethod for calculating the force. Therefore, both the virtual work principle and maxwell stress tensor have been used.n used.