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      • 제어응답 해석을 통한 유도탄 구동장치 백래시 최적화 설계

        윤선호,이영재,최동진,박주화,배병운,배경호,구성완 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.11

        유도탄 구동장치의 백래시(Back-lash) 최적화 설계는 유도탄의 정확한 기동에 있어서 필수적이라고 할 수 있다. 실질적으로 백래시는 기계적 공차 및 조립과정에 의해 크게 좌우된다. 단순히 백래시가 적은 값을 가진다고 하여 구동장치가 좋은 성능을 발휘 하는 것은 아니다. 구동장치의 성능은 백래시를 비롯한 기계적 요소와 제어기의 상호결합에 의해 결정된다. 따라서 본 논문에서는 제어응답해석(Control Response Analysis)을 통해 백래시를 최적화 하여 구동장치의 성능을 최대화 시키는 방법을 제안한다. 제어응답 해석은 구동장치 기동 시 측정 되는 전류 및 위치응답을 사용하였고, 백래시 최적화 방안은 구동장치에 심링(Shim-Ring)을 통해 조정하였다. 구동장치 성능의 지표는 최대각속도와 정적정확도를 사용하였다. Back-lash Optimization Design is essential to drive accurately for a missile actuator. Substantially, Backlash is greatly influenced by mechanical tolerances and assembly processes the performance of actuator is determined by mutual combination of controllers and mechanical components including back-lash. In this paper, we propose a method that is maximized the performance of a actuator through Control Response Analysis. Control Response Analysis is used measured current and position response, when the actuator is driving. Back-lash Optimization Design is adjusted through shim-ring in the actuator. Indicators of actuator performance were used Maximum angular velocity and Static accuracy

      • 집적형 하이브리드 구동장치의 성능시험

        현철봉,김태렬,구남서,배병운,김태흔,윤기원 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

        집적형 하이브리드 구동장치는 적층형 압전재료(압전스택)를 이용한 마이크로 펌프에서 도출되는 유체로 피스톤을 구동시키는데 크기는 작으면서도 큰 구동력과 높은 속도를 동시에 출력할 수 있는 새로운 개념의 통합 구동장치로서 현재 소형화 및 고출력을 요구하는 항공 우주, 유도무기 등 다양한 분야에서 광범위하게 연구되고 있다. 압전 스택 자체는 높은 구동력과 높은 대역폭을 갖고 있지만 작은 변위에서 제한된다. 유압 구동장치의 장점 중 하나가 바로 이러한 높은 주파수에 작은 구동 변위를 가지는 압전스택의 왕복 운동을 유체와 밸브의 조합으로 큰 구동속도와 구동력을 일으키는 기계적 동력을 생성시키는 것이다. 본 연구에서는 하이브리드 구동장치의 구동 및 성능 시험이 소개되었다. The piezoelectric-based hydraulic actuator is a hybrid device consisting of a hydraulic pump driven by piezoelectric stacks that is coupled to a conventional hydraulic cylinder via a set of fast-acting valves. The piezoelectric stack itself has high force and high bandwidth capabilities, but it is limited in stroke. A hydraulic actuator is the use of hydraulic fluid to rectify the high frequency, small stroke oscillation movement of the piezoelectric stack into a unidirectional movement at a specific combination of stroke and force. Driving and performance tests of the piezoelectric-hydraulic actuator are reported in this research.

      • 양 방향 압전-유압 하이브리드 구동장치의 성능 실험

        김소룡,하넉산,구남서,배병운,김태흔,이창섭 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.4

        압전-유압 하이브리드 구동기는 압전스택으로 구동되는 유압 펌프와 유압 실린더를 서로 연결한 하이브리드 구동장치 이다. 현재, 많은 국가에서 항공기의 제어 시스템에 사용 가능한 고성능, 초소형 안전-유압 하이브리드 구동장치의 연구를 활발히 진행하고 있다. 본 연구에서는 솔레노이드 밸브를 사용한 양방향 압전-유압 하이브리드 구동장치의 구동원리와 하이브리드 구동장치의 성능 측정 실험을 소개하였다. 실험을 통하여 양방향 압전-유압 하이브리드 구동기의 성능이 단방향 압전-유압 하이브리드 구동기의 성능 보다 조금 떨어짐을 확인하였는데, 이는 밸브 시스템에 존재하는 압력 손실 때문이었다 Piezoelectric-based hydraulic actuator is a hybrid device consisting of a hydraulic pump driven by piezoelectric stacks that is coupled to a conventional hydraulic cylinder via a set of fast-acting valves. Nowadays, such hybrid actuators are being researched and developed actively in many developed countries by requirement of high performance and compact flight system. In this research, a piezoelectric hybrid actuator was designed and tested. To achieve bi-directional capabilities in the actuator, the commercial solenoid valves were used to control the direction of output cylinder. The experimental testing of the actuator in uni-directional and bi-directional modes was performed to examine performance issues related to the solenoid valves. The results showed that the bi-directional performance was slightly lower than uni-directional performance due to inertial losses in the valve system.

      • KCI등재

        양방향 압전-유압 하이브리드 구동장치의 성능 시험

        김소룡,하넉산,구남서,배병운,김태흔,고한서,이창섭,Jin, Xiaolong,Ha, Ngocsan,Goo, Namseo,Bae, Byungwoon,Kim, Taeheun,Ko, Hanseo,Lee, Changseop 한국군사과학기술학회 2015 한국군사과학기술학회지 Vol.18 No.3

        Piezoelectric-based hydraulic actuator is a hybrid device consisting of a hydraulic pump driven by piezoelectric stacks that is coupled to a conventional hydraulic cylinder via a set of fast-acting valves. Nowadays, such hybrid actuators are being researched and developed actively in many developed countries by requirement of high performance and compact flight system. In this research, a piezoelectric hybrid actuator has been designed and tested. To achieve bi-directional capabilities in the actuator, solenoid valves were used to control the direction of output fluid. The experimental testing of the actuator in uni-directional and bi-directional modes was performed to examine performance issues related to the solenoid valves. The results showed that the bi-directional performance was slightly lower than uni-directional performance due to air bubble developed in the valve system. A new design to solve the vacuum problem has been proposed to improve the performance of the hybrid actuator.

      • 압전-하이브리드 구동장치의 설계 기법 연구

        김소룡,현철봉,구남서,배병운,김태흔,윤기원 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.11

        압전-하이브리드 구동장치는 적층형 압전재료(압전스택)를 이용한 마이크로 펌프에서 도출되는 유체로 피스톤을 구동시키는데 크기는 작으면서도 큰 구동력과 높은 속도를 동시에 출력할 수 있는 새로운 개념의 통합 구동장치로서 현재 소형화 및 고출력을 요구하는 항공 우주, 유도무기 등 다양한 분야에서 광범위하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 하이브리드 구동기의 벤치마킹 시제품의 성능 시험을 통해 성능에 영향을 주는 여러 가지 변수들을 도출하였고 구동장치의 시스템에 대한 개선을 통한 압전-하이브리드 구동기에 대한 설계 기법이 소개하였다. The piezoelectric-hybrid actuator is a hybrid device consisting of a hydraulic pump driven by piezoelectric stacks that is coupled to a conventional hydraulic cylinder via a set of fast-acting valves. A hydraulic actuator is the use of hydraulic fluid to rectify the high frequency, small stroke oscillation movement of the piezoelectric stack into a unidirectional movement at a specific combination of stroke and force. In this research, design process of a piezoelectric-hybrid actuator was introduced by improving the system of a benchmarked actuator.

      • KCI등재

        집적형 하이브리드 구동장치의 성능시험

        현철봉(Zhefeng Xuan),김태렬(Tailie Jin),구남서(Nam Seo Goo),배병운(Byung-Woon Bae),김태흔(Tae-Heun Kim),고한서(Han Seo Ko),윤기원(Ki-Won Yoon) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.1

        집적형 하이브리드 구동장치는 적층형 압전재료(압전스택)를 이용한 마이크로 펌프에서 토출되는 유체로 피스톤을 구동시키는데 크기는 작으면서도 큰 구동력과 높은 속도를 동시에 출력할 수 있는 새로운 개념의 통합 구동장치로서 현재 소형화 및 고출력을 요구하는 항공 우주, 유도무기 등 다양한 분야에서 광범위하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 하이브리드 구동장치의 구동원리 및 성능 시험에 대해 소개하였다. 우선 구동장치의 주 동력인 압전 스택의 성능 시험을 수행함으로써 압전 스택의 구동전력과 구동시간에 따른 성능 변화를 관찰하였고 다음 구동장치의 성능 시험을 통해 구동장치의 최대 이송속도와 최대 구동력을 측정하였다. 구동장치의 최대 이송속도는 53.3 ㎜/s로, 최대 구동력은 240.7 N으로, 최대 일률은 3.2 W로 측정되었다. The piezoelectric-based hydraulic actuator is a hybrid device consisting of a hydraulic pump driven by piezoelectric stacks that is coupled to a conventional hydraulic cylinder via a set of fast-acting valves. Nowadays, such hybrid actuators are being researched and developed actively in many developed countries by requirement of high performance and compact flight system. In this research, operation principle and performance testing of the hybrid actuator were introduced. Output velocities have been measured in both loaded case and not loaded case and the blocking force also has been measured in external loaded case. The maximum velocity of the actuator is 53.3 ㎜/s, blocking force is 240.7 N and corresponding power output is 3.2 W.

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