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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 홍예선
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
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항공기, 선박, 생산설비 등의 여러 산업 분야에 응용되어 사용되고 있는 전기-정유압 구동기(Electro-hydrostatic Actuator, 이하 EHA로 약칭)는 구동장치에 고장이 발생할 경우를 대비하여 두 개 이상의 구동기를 결합하여 안정성을 확보하고 있다. 두 개의 EHA를 결합한 이중화 시스템을 구성할 때, 양방향 로드형(Double rod type) EHA와 단방향 로드형(Single rod type) EHA 두 개를 결합하여 비대칭형 이중화 EHA를 사용하는 경우에는 양방향 로드형 EHA 두 개를 결합하는 경우와 비교하여 구동장치의 길이를 줄일 수 있다는 장점이 있지만 양쪽 구동기에 동일한 제어기를 구성하게 되는 경우에는 피스톤 단면적의 비대칭성으로 인하여 구동 조건에 따라 구동력의 대립 현상(Force fighting)이 발생한다. 이러한 구동력 대립 현상은 유압 실린더에 오일을 공급하는 유압 펌프의 불필요한 부하압력 증가로 인해 전체 소비동력의 증가를 야기한다.
이에 따라 본 논문에서는 비대칭형 이중화 EHA의 구동력 대립 현상을 분석하고 이를 해결하기 위해 실린더간 구동력 차이를 내부 피드백 하는 제어 방식을 도출하였다. 그 과정에서 EHA 구성요소들의 수학적 모델을 유도하고, 이를 기반으로 상용프로그램인 Simulation X를 이용하여 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 실험장치를 구성하였다. 또한, 실험 및 시뮬레이션을 통해서 구동력 대립 현상이 해결되며 구동력 차이로 인해 발생하는 정상상태오차가 감소하고 EHA 전체 소비동력이 감소되는 것을 확인하였다.
이에 따라 본 논문에서는 비대칭형 이중화 EHA의 구동력 대립 현상을 분석하고 이를 해결하기 위해 실린더간 구동력 차이를 내부 피드백 하는 제어 방식을 도출하였다. 그 과정에서 EHA 구성요소들의 수학적 모델을 유도하고, 이를 기반으로 상용프로그램인 Simulation X를 이용하여 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 실험장치를 구성하였다. 또한, 실험 및 시뮬레이션을 통해서 구동력 대립 현상이 해결되며 구동력 차이로 인해 발생하는 정상상태오차가 감소하고 EHA 전체 소비동력이 감소되는 것을 확인하였다.
목차
목 차제 1 장 서 론1.1 연구 배경1.2 연구 현황1.3 연구 내용제 2 장 비대칭 이중화 EHA 시스템의 구성2.1 시스템의 구성2.2 시스템의 제어제 3 장 EHA 시스템의 simulation model 유도3.1 시스템 모델3.1.1 전기 서보 모터 및 컨트롤러3.1.2 유압 펌프3.1.3 체크 밸브3.1.4 유압 실린더3.1.5 축압기3.2 Simulation X를 이용한 시뮬레이션제 4 장 비대칭 이중화 EHA의 구동 특성 분석4.1 전진 부하에서 EHA의 구동 특성 분석4.2 후진 방향 부하 조건에서 EHA의 구동 특성 분석제 5 장 비대칭 이중화 EHA의 구동력 대립 해결5.1 실린더 구동력 내부 피드백5.1.1 제어 알고리즘5.1.2 전진 방향 부하에서의 구동특성 분석5.1.3 후진 방향 부하에서의 구동특성 분석5.2 실린더 구동력 차 내부 피드백5.2.1 제어 알고리즘5.2.2 전진 방향 부하에서의 구동특성 분석5.2.3 후진 방향 부하에서의 구동특성 분석5.3 제어기 구성에 따른 소비동력 비교5.4 외력 변화에 따른 구동특성 분석5.4.1 Overrunning load 조건에서 비대칭 이중화 EHA의 구동특성5.4.2 Resistive load 조건에서 비대칭 이중화 EHA의 구동특성5.5 게인 값 변화에 따른 경향 분석5.5.1 위치제어루프 게인 값 변화에 따른 경향 분석5.5.2 구동력 제어 내부 루프 게인 값 변화에 따른 경향 분석제 6 장 결 론REFERENCESABSTRACT
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