Tracking Performance Improvement of a Magnetic Levitation Based Fine Manipulator

A magnetic levitation system requires a robustness to overcome a dynamic instability due to disturbances. In this paper a robust controller for a magnetically levitated fine manipulator is presented. The proposed controller consists of following two parts: a model reference controller and an $H_{\infty}$ controller. First, the model reference control stabilizes the motion of the manipulator. Then, the motion of the manipulator follows that of the reference model. Second, the $H_{\infty}$ control minimizes errors generated from the model reference control due to noise and disturbance since the $H_{\infty}$ control is a kind of robust control. The experiments of position control and tracking control are carried out by use of the proposed controller under the conditions of free disturbances and forced disturbances. Also, the experiments using PID controller are carried out under the same conditions. The results from above two controllers are compared to investigate the control performances. As the results, it is observed that the proposed controller has similar position accuracy but better tracking performances comparing to the PID controller as well as good disturbance rejection effect due to the robust characteristics of the controller. In conclusion. it is verified that the proposed controller has the simple control structure, the good tracking performances and good disturbance rejection effect due to the robust characteristics of the controller

Magnetic Levitated Micro Positioning System; Part 1: Design

위치작동기의 정밀도를 결정하는 중요한 인자인 마찰력을 없애기 위하여 자기부상을 이용한 초정밀 시스템을 설계한다. 자기부상시스템은 근본적으로 불안정한 성질을 갖고 있으므로 작동기의 안정성을 증가시킬수 있 는 자기회로설계가 종요하다. 제안된 자기부상 위치작동시스템은 전자석을 고정하고 영구자석을 움직일 수 있게하여, 간단하고 견고한 위치작동기가 설계되고록 상호간의 자기력을 이용한 Antagonistic 구조를 채택한다. 그리고 시스템의 동적모델을 구하여 안정성을 검토한다

Optimization of a Piezoelectric Actuator using Bridge-Type Hinge Mechanism

In this research, a bridge-type flexure hinge mechanism is developed and optimized to amplify the displacement of a multilayer piezostack. Developed hinge mechanism has three-dimensional structure to reduce link size, so it have high amplification ratio with respect to small size. A flexure hinge is assumed to be 6 degree-of-freedom spring elements and matrix methods are used to model a hinge mechanism. To verify derived matrix model, a displacement and frequency experiments are performed. The analysis result shows that the displacemental error between matrix model and experiments is below 10 percents and the deformation of hinge in parasitic direction should be considered In hinge modeling. Using developed matrix model, an optimal design is performed to maximize the performance of hinge mechanism

New teaching method of automation

계속적인 경제개발 정책으로 인한 전반적인 국민생활수준의 향상은 기술자의 노동임금을 상승시키고, 고급기술자의 부족을 초래하게 되었다. 또한 자국의 원자재를 보호하려는 세계적인 움직임은 원자재의 값을 상승시켜서, 생산가공 공정에서 원자재를 절약 하여야만 하게 되었다. 위와 같은 경제적, 사회적 제인자는 생산공정의 자동화를 요구하게 되었다. 자동화가 실현되면, 위에 열거한 제문제들의 해결은 물론, 제품의 품질의 고급화및 균일화, 제품의 재고를 줄일수 있고, 또한 작업자의 안전도 증가시킬 수 있다. 위와 같은 제 이유로 인하여 자동화의 개념은 대기업은 물론 중소기업에서도 제품의 경쟁적 강화를 위하여 폭넓게 이용되고 있다. 이러한 시대적 요청에 부응하고, 많은 기계공학교육 담당자들에 의하여 제의되어 온 기계공학교육 방법의 개선의 일환으로서, 본 고에서는 한국과학기술대학에서 1986년도 1학기 부터 개설되어 온 '자동화 기초' 교과목에 대하여 소개하고자 한다

Ultra Precision Displacement Measuring System Using the Detection of Fringe Peak Movement

This paper proposes a precision displacement measuring method of detecting fringe movement of interferograms with a nanometric resolution. It is well known that the laser interferometer plays a useful and essential role in scientific and industrial application, but they have such error sources as an unequal gain of detectors, imbalanced beams, and lack of quadrature. These error sources degrade the accuracy of the interferometer. However, the fringe movement of interferograms has little relation with these error sources. In order to investigate performance of the proposed method. analysis and simulation were executed over random noise and wavefront distorion. Results of the simulation show that the proposed method is robust against these errors. Experiment was implemented to verify this method

Robot for Obstacle Terrain Locomotion

본 발명은 유연한 다관절 몸체 구조와 다리의 파도운동을 적용하여 장애물 지역에서 향상된 연속 고속주행을 가능케 하는 험지주행로봇에 관한 것으로, 구동유닛과 다수의 연결유닛으로 구성되며, 상기 연결유닛은, 전·후면을 관통하는 관통홀이 형성된 몸체, 상기 몸체의 전면 양측에서 연장되어 제1힌지홈이 형성된 제1연결편, 상기 제1연결편의 배열방향과 수직이 되도록 상기 몸체의 후면 양측에서 연장되어 제2힌지홈이 형성된 제2연결편을 포함하는 연결케이싱; 상기 관통홀과 동축이 되도록 상기 관통홀에 수용되어 회전가능한 웜, 상기 몸체에 내장되어 상기 웜과 치합되는 웜기어, 상기 웜기어의 양측으로 연장되어 상기 몸체를 관통하는 작동축, 상기 작동축의 양단에 구비된 다리를 포함하는 다리작동부; 및 상기 웜과 동축이 되도록 상기 관통홀을 통해 전방으로 연장된 플렉시블축, 상기 플렉시블축의 단부에 구비된 커플링, 상기 웜과 동축이 되도록 상기 관통홀을 통해 후방으로 연장된 웜축, 외주면에 등각으로 4개의 힌지돌기가 형성되어 상기 제1연결편의 제1힌지홈에 1축회전 가능하게 힌지결합됨과 동시에 상기 플렉시블축이 관통하는 연결링을 포함하는 연결부;를 포함하여 구성된다

Modular power distributed system

본 발명은 곡선상에 위치된 물체의 각 부분에 동력분산 및 작동을 가능케 하는 모듈형 동력분산 시스템에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 모듈형 동력분산 시스템은, 구동웜축이 구비된 구동모듈과 상기 구동모듈에 직렬연결되어 상기 구동웜축의 구동력을 분산시키는 다수의 연결모듈을 포함하는 모듈형 동력분산 시스템에 있어서, 일단이 상기 구동웜축과 동축상으로 결합되는 플렉시블축; 상기 플렉시블축의 타단에 동축결합되는 연결웜축; 상기 연결웜축이 관통하여 동축결합되는 연결웜; 상기 연결웜과 수직하게 치합되는 연결웜기어; 및 상기 연결웜기어를 관통하여 동축결합되는 연결구동축;을 포함하는 연결모듈과, 구동발생부; 상기 구동발생부의 구동력을 전달받아 연동구동하는 구동발생축; 상기 구동발생축의 일단에 동축결합되어 상기 플렉시블축과 동축결합되는 구동웜축; 상기 구동웜축이 관통하여 동축결합되는 구동웜; 상기 구동웜과 수직하게 치합되는 구동웜기어; 및 상기 구동웜기어를 관통하여 동축결합되는 구동축;을 포함하는 구동모듈을 포함하여 구성된다

Design Spectrophotometer for Blocking the 2nd2^{nd} diffracted Light

Stray light is the light except the light of the analytic wavelength and the source of measurement error of absorbance. Some experimental results showed that diffractive grating is the major factor of stray light in spectrophotometer. Through the ray tracing with the software tool, classified the paths of the diffractive light from grating and found the range of wavelength which reach the exit slit. The quantity of the stray light(0.025％) is more than the minimum limit of stray light(0.01％) of the single monochromator. A novel optical layout design method, which prevent the reflected rays entering the diffractive grating is proposed