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전산유체역학 정보 기반 스풀변위보상 저유량대역 정밀제어에 관한 실험적 연구
오시준,김고은,신현호,이승배 대한기계학회 2019 大韓機械學會論文集B Vol.43 No.12
This study provides basic research on the precise flow control of a hydraulic system using the pressure input and a database. In particular, the flow characteristics in the low-flowrate range, in which the spool of the valve begins to open, are analyzed. A precise flow control based on the numerical database and measured pressure signals is implemented, and its accuracy is identified. The flow characteristics at the opening displacements of a notch installed at the end of the spool valve are expressed uisng a surface model via a CFD analysis and the experimental data. In addition, a numerical analysis of this study is performed using FLUENT 18.1. The displacement of the spool is precisely controlled by a nozzle flapper-type servo valve with a feedback controller based on the Arduino Uno software. Here, the hydraulic valve flowrate control, which uses the CFD database and valve pressure signals, can be performed within a specified accuracy. 본 논문은 유압 시스템의 압력 데이터 기반 정밀 유량 제어에 관한 실험적 연구의 결과이다. 특히 스풀 밸브 내 스풀이 열리기 시작하는 낮은 대역의 유량의 유동 특성을 분석하며, 이 결과와 압력 신호를 기반으로 정밀 유량 제어를 실현하는 데 목표가 있다. 먼저 스풀 상의 노치의 개구 변위에 따른 유동 특성은 전산 유체해석 및 실험 데이터를 통해 데이터 곡면 모델 매핑을 수행한다. 수치 해석은 상용 CFD 소프트웨어 FLUENT 18.1을 사용하였다. 스풀의 변위는 노즐 플래퍼 방식 서보 밸브를 통해 정밀하게 제어되며, 피드백 컨트롤러는 오픈소스 하드웨어인 Arduino Uno로 설계 및 구현되었다. 본 연구를 통해 CFD 분석 데이터베이스를 활용한 저 유량 범위의 유압 밸브제어가 비교적 정밀하게 가능함을 검증하였다.