토오크 기울기를 이용한 유도전동기의 직접토오크 제어

최연옥 朝鮮大學校 大學院 2002 국내박사

In this paper, the new direct torque control(DTC) schemes are proposed. Those schemes are based on the torque slope and flux slope and enable to reduce the torque ripple and maintain the switching frequency constantly. The conventional DTC strategy provides a fast torque response even though it has very simple scheme consisted with only two hysteresis band comparators and a switching table for torque and flux control. Drawbacks of the conventional DTC are relatively high torque ripple at low speed and variation of the switching frequency according to motor speed. In recent years, new DTC algorithms have been proposed such as SFOC, minimum ripple control, etc., in order to overcome the drawbacks of the conventional DTC strategy. The SFOC(stator flux oriented control) strategy generate the reference voltage for Space Vector Modulation(SVM) using the stator flux error on the rotor flux oriented coordinate. This scheme is highlighted since it shows reduced torque ripple with constant switching frequency. But it has some drawbacks such as more complicated algorithm than the conventional DTC algorithm due to SVM technique and voltage compensation. The minimum torque ripple control adapting the torque slope derived using instantaneous torque equations also show reduced torque ripple and good torque response. This scheme, in comparison with SFOC, show better dynamic response on torque control but higher torque ripple since it use only one effective voltage vector at every switching interval. In this paper, author proposes new DTC algorithms adapting the advantages of SVM based on the torque and stator flux slopes. On the VTS-DTC algorithm, one of the proposed schemes, the d-q stator flux errors are used to determine the switching sector and the torque and flux slopes to generate the modulation index of the voltage source inverter. The proposed DTC strategy and other DTC strategies involving RFOC(rotor field oriented control) are compared through the computer simulation and experiment. The proposed DTC show improved dynamic performance on torque ripple and torque control. Experimental tests carried out with an induction motor drive system consisted with a high speed DSP control board, an AC-DC-AC converter and a 1.5kW induction motor show better dynamic characteristics and prove the feasibility of proposed strategy.

자속 및 토오크 기울기에 의한 유도 전동기의 직접토오크 제어

박현철 朝鮮大學校 産業大學院 2004 국내석사

Direct Torque Control(DTC) has become popular in induction motor drives. Induction motor drive based on direct torque control allows high dynamic performance to be obtained with very simple hysteresis control scheme. Drawbacks of the conventional DTC are relatively high torque ripple at low speed and variation of the switching frequency according to motor speed. In this paper, the new direct torque control schemes are proposed. Those schemes are based on the torque slope and flux slope and enable to reduce the torque ripple and maintain the switching frequency constantly. The proposed control topology, simulation experimental data and test results with hysteresis band DTC and DTC by flux and torque slope are given and discussed. It is concluded that the proposed control topology produces better results for dynamic operation than the conventional DTC.

교정용 미니 스크류의 형상에 따른 식립 토오크의 비교

임선아 연세대학교 2006 국내박사

Recently miniscrews have been widely used in orthodontic part for gaining anchorage. Insertion torque is measured generally for analysis of initial stability of miniscrews. Proper insertion torque can minimize failure by adequate effect to border between screw and bone. Insertion torque in low level is unstable, the other side, in high level can lead to bone necrosis by thermal and mechanical damage.So, the insertion torque regarding changes of shape, diameter, and length of miniscrews was measured in this study. Above all, we would decide the divided torque value for each part of miniscrews by measuring of continuous insertion torque from initial stage of insertion to final stage of it. Also, for the thickness of cortical bone is different on insertion region, we would establish a standard of choice to miniscrews following the thickness of cortical bone.In this study, orthodontic miniscrews of cylindrical type and taper type were used. We made a comparative study of miniscrews having different shape, diameter, length, and the thickness of cortical bone of 1.0 mm, 1.5 mm, and 2.0 mm.The results were as follows :1. The results of insertion torque test by changing the length of cylindrical type and taper type on 1.5 mm bone block were the more length, the more maximum insertion torque value in both type. Especially, the change of torque depending on the length was statistically significant different in cylindrical type (p<0.05).2. The results of measuring continuous insertion torque from initial stage of insertion to final stage were that insertion torque was increased at incomplete head of cylindrical type, and taper part of taper type. The cylindrical type was showed a continuous graph, and the taper type was increased largely in final stage.3. The larger diameter, the more maximum insertion torque value. And there were statistically significant difference (p<0.001).4. All screws showed the more thickness of cortical bone, the more maximum insertion torque values. By the way, there was large difference in 1.0 mm and 1.5 mm of the thickness of cortical bone, and no difference in 1.5 mm and 2.0 mm.5. Insertion torque value was under the influence of shape, diameter, and length and the order in large influenced was diameter, shape and length.As a result, it was diameter to influence the insertion torque of screws mostly and taper type screw had higher torque value than cylindrical type screw. So we think that large diameter or taper type screw are adequate on the part having thin cortical bone in permitting range of interdental space, and small diameter or cylindrical type screw are adequate on the mandibular molar or the midpalatal area having thick cortical bone. 교정치료에서 고정원의 확보를 위해 최근 미니 스크류가 많이 사용되고 있는데 스크류의 초기 안정성을 결정하는 요인을 분석할 때 일반적으로 식립 토오크를 측정한다. 적절한 식립 토오크는 스크류와 골과의 경계에 적절히 작용하여 실패를 최소화 할 수 있는데, 너무 낮은 식립 토오크는 안정성이 없으며 반면에 너무 강한 식립 토오크는 열, 기계적 손상으로 골 괴사를 야기할 수도 있다.이에 본 연구에는 임상적으로 스크류의 길이와 직경 및 형태 등을 달리하여 식립 토오크를 측정해서 스크류의 각 부분에 대한 세분화된 토오크를 결정하고자 하였다. 또한 스크류와 치밀뼈의 상관성을 알아보아 치밀뼈의 두께에 따른 스크류 선택의 기준을 마련하고자 하였다.본 연구에 사용된 미니 스크류는 cylindrical type과 taper type의 교정용 미니 스크류이며, 스크류의 외경과 길이를 달리하여 식립 토오크를 비교해 보았고 시편의 피질골 두께를 달리하여 치아 교정용 미니 스크류의 식립 토오크를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다.1. 1.5 mm bone block에 cylindrical type 스크류와 taper type 스크류의 길이를 달리한 식립 토오크의 실험 결과, 두 형태 스크류 모두에서 길이가 길수록 더욱 큰 최대 식립 토오크 값을 보였다. 특히 cylindrical type 스크류에선 길이에 따른 토오크의 변화가 통계적으로 유의차가 있었다 (p<0.05).2. 미니 스크류의 식립 초기부터 마지막까지 연속적인 식립 토오크를 측정한 결과 cylindrical type 스크류는 불완전 나사부, taper type 스크류는 경사진 부분에서 식립토오크가 증가하였다. cylindrical type의 스크류는 보다 연속적인 그래프 형태를 보였고, taper type은 마지막 부위에서 식립 토오크가 보다 크게 증가하였다.3. 외경이 커질수록 최대 식립 토오크 값은 증가하였는데, 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (p<0.05).4. 모든 스크류에서 피질골 두께가 두꺼울수록 보다 큰 최대 식립 토오크 값을 보였으며 피질골 두께가 1.0 mm와 1.5 mm일 때는 큰 차이를 보이지만, 피질골 두께가 1.5 mm와 2.0 mm일 때는 별 차이가 없었다.5. 형태와 외경, 길이는 모두 토오크 값에 유의한 영향을 미치는데, 식립 토오크에 가장 큰 영향을 미치는 것은 외경, 형태, 길이 순서였다.이상의 결과에서 스크류의 식립 토오크에 가장 큰 영향을 미치는 것은 외경이며 taper type 스크류가 cylindrical type 스크류에 비해 큰 토오크 값을 가지는 것으로 나타났다. 따라서 치밀골이 얇은 부위엔 치근간 범위가 허락하는 범위 내에서 외경이 굵은 스크류나 taper type 스크류가 유리하겠고, 치밀골이 두꺼운 하악 구치부나 정중구개봉합부위에는 외경이 가는 스크류나 cylindrical type 스크류를 식립 하는 것이 적절하다고 여겨진다.

마이크로 D.C 브러시레스 모터의 토오크 特性 改善에 관한 硏究

김생수 漢陽大學校 1988 국내박사

인공 피질골 두께에 따른 다양한 교정용 mini-screw의 역학적 특성

송영윤 연세대학교 대학원 2006 국내박사

Recently, orthodontic mini-screws have been used frequently for anchorage control which plays an important role in determining orthodontic treatment results. Yet, studies regarding the mechanical properties of mini-screws and the element factors influencing stability are rare.The purpose of this study was to evaluate the mechanical properties of mini-screws through continuous measuring of torque during inserting and removing with driving torque tester(Biomaterials Korea Inc., Seoul, Korea) and testing of Pull-Out Strength with universal testing machine(Instron 3366, Instron Corp., Massachusetts, U. S. A.) using experimental bone blocks having different cortical bone thickness. The driving torque tester is capable of rotating at a constant velocity under the constant vertical force. Three types of commercially available drill-free type mini-screws(Type A; pure cylindrical type, Biomaterials Korea Inc., Seoul, Korea, Type B; partial cylindrical type, Jeil Medical Corp., Seoul, Korea, Type C; combination type of cylindrical and taper type, Ortholution, Seoul, Korea), having different screw designs in contact area with cortical bone, were used in this study.The obtained results were as follows:1. There was a little effect of cortical bone thickness on maximum insertion torque or maximum removal torque in Type A mini-screws. But in Type B and C, maximum insertion torque and maximum removal torque increased as cortical bone thickness increased. Maximum insertion torque of Type C was highest in all situation, and then Type B, Type A in order.2. Torque loss existed in all individuals. Type A mini-screws showed lower torque loss and longer removal time than Type B or C, and Type C mini-screws showed shorter removal time and lower Pull-Out Strength than Type A or B in all situations.3. There were statistically significant interrelations between cortical bone thickness and maximum insertion torque, maximum removal torque, and Pull-Out Strength in each type of mini-screws.According to our experiment, the taper type mini-screw, especially gradually increasing thread diameter type, showed the highest torque value. It was advisable to choose the taper type mini-screws in thin cortical bone area and the cylindrical type in thick cortical bone area. And the study using the driving torque tester and experimental bone blocks can be one of the most useful methods in the study to evaluate the mechanical properties of orthodontic mini-screws. 교정 치료 결과의 질을 좌우하는 중요한 요소의 하나인 고정원을 확보하기 위해서 최근에 교정용 mini-screw를 많이 사용하고 있다. 그러나 교정용 mini- screw의 역학적 특성이나 유지력에 영향을 미치는 요소에 대한 연구는 희박한 실정이다.본 연구는 피질골의 두께를 다르게 설정한 인공골 시편에 피질골과의 접촉 부위에 서로 다른 구조물을 가진 세 종류의 drill-free 형태의 교정용 mini-screw (Type A; 순수한 cylindrical 형태, Type B; 내경이 증가하는 구간이 있는 부분적인 cylindrical 형태, Type C; cylindrical 형태와 taper 형태가 함께 있는 복합형)를 일정한 회전 속도와 수직력을 부여할 수 있는 구동식 토오크 시험기(Biomaterials Korea Inc., Seoul, Korea)를 이용한 삽입 및 제거 시의 연속적인 토오크 측정과 만능 시험기(Instron 3366, Instron Corp., Massachusetts, U. S. A.)를 이용한 Pull-Out Strength의 측정을 통해서 mini-screw의 역학적 특성을 연구하여 다음과 같은 결과를 얻었다.1. 피질골 두께에 따라서 최대 삽입 토오크(maximum insertion torque)나 최대 제거 토오크(maximum removal torque)의 값이 Type A는 거의 차이가 없는 반면, Type B와 Type C는 피질골 두께가 증가할수록 그 값이 커졌으며, 모든 피질골 두께에서 Type C > Type B > Type A의 순으로 최대 삽입 토오크 값이 크게 나타났다.2. 모든 개체에서 토오크 소실(torque loss)이 있었으며, 모든 피질골 두께에서 Type A가 Type B나 Type C에 비해서 토오크 소실이 적고 제거 시간(removal time)이 길었고, 모든 피질골 두께에서 Type C의 제거 시간이 가장 짧았으며, Pull-Out Strength가 가장 작았다.3. 각 Type 내에서 피질골 두께와 최대 삽입 토오크, 최대 제거 토오크, Pull-Out Strength는 통계적으로 유의한 상관관계가 있었으며, 최대 삽입 토오크와 최대 제거 토오크 또는 Pull-Out Strength 사이에도 통계적으로 유의한 상관관계가 있었다.본 연구를 통하여 taper 형태, 특히 외경 증가형 taper 형태가 토오크 값을 가장 많이 상승시키는 디자인이며, 피질골이 얇은 부위에는 taper 형태를, 피질골이 두꺼운 부위에는 cylindrical 형태의 mini-screw를 선택하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 또한 구동식 토오크 시험기와 인공골을 이용한 연구는 교정용 mini- screw의 역학 연구에 좋은 방법이 될 수 있다.

비틀림이 교정용 스테인레스 강 와이어의 토오크 특성에 주는 영향

송규철 서울대학교 대학원 2013 국내박사

브라켓에 삽입된 교정용 와이어로 전달되는 생체기계역학적인 힘(biomechanical force)은 치아이동을 위한 교정치료에서 핵심적인 역할을 한다. 다양한 교정 장치와 신소재 와이어가 소개되고 있지만, 각형 와이어를 브라켓 슬롯에 비틀어 삽입하여 발생되는 토오크 (torque)는 치근 이동과 치아의 3차원적 조절에 중요한 역할을 하고 있다. 따라서 굽힘 (bending) 조건뿐 아니라 비틀림 (torsion) 조건에서 와이어의 기계적 특성에 대한 정보는 3차원적인 와이어의 응력 시스템을 임상에 적용하기 위하여 필수적이라고 할 수 있다. 최근까지 다양한 재질의 교정용 와이어에 대한 인장 및 굽힘 조건 등에서의 일반적인 기계적 특성에 관한 연구는 많이 보고되었으나, 비틀림 정도에 따른 교정용 와이어의 토오크 특성에 관한 연구는 많지 않은 상황이다. 본 논문에서는 각형 스테인레스 강 교정용 와이어의 굵기와 제조사 차이 등이 비틀림 정도에 따라 와이어에 생성되는 토오크 특성에 주는 영향을 비교 평가하여 적절한 토오크 적용을 위하여 스테인레스 강 와이어의 선택과 적용법에 필요한 기본적인 정보를 제시하고자 하였다. 현재 임상에서 사용하고 있는 다양한 굵기 (.016 × .022”, .017 × .022”, .018 × .022”, .017 × .025”, .018 × .025” 및 .019 × .025”)의 각형 스테인레스 강 와이어 46 종을 대상으로 실험하였다. 14” 직선형 와이어를 25 mm 동일한 길이로 절단하여 시편으로 준비하였고, 비틀림으로 형성된 시편의 토오크는 Torque gauge (Mark-10, Cedarhurst, NY, USA)로 측정하였는데, 지그에 고정된 와이어 실제 길이는 15 mm로 일정하게 유지되도록 하였다. 측정 장치에 고정된 와이어 시편을 1.44o/sec 속도로 최대 90o까지 비틀림을 주면서 생성된 토오크 값을 컴퓨터로 기록하였으며, 각 실험군당 5 개 시편을 측정한 값으로 평균값과 표준편차를 구하여 통계 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 모든 실험군에서 와이어 시편을 30o까지 비틀림을 가한 경우 생성된 토오크는 와이어의 굵기에 따라 5.5 - 10.5 N·mm 범위를 보여 임상에 유효하게 적용될 수 있는 토오크 범위 내에 있었다. 2. 와이어 시편의 굵기가 증가할수록 와이어의 비틀림으로 생성된 토오크 값은 유의하게 증가하였는데 (p < 0.05), 비틀림 정도가 커질수록 와이어의 굵기와 생성된 토오크 값의 상관성이 높아졌다. 3. 교정용 스테인레스 강 와이어는 70o 이상으로 비틀림을 가할 경우 와이어가 소성 변형될 가능성이 있으므로 유의하여야 한다. 4. 국내·외 6 개 제조사에서 출시한 동일한 굵기의 와이어를 대상으로 10o 비틀림을 준 경우에는 제조사에 따라 평균 토오크는 다소 차이를 보여 2 개의 그룹으로 분류할 수 있었지만, 비틀림 각도가 30o 이상으로 증가한 경우에는 제조사에 따른 토오크의 유의한 차이는 없었다

Lead Angle 제어에 의한 폐루프 운전 영구자석형 스테핑 전동기의 토오크 특성 향상

이현창 단국대학교 대학원 1996 국내박사

스테핑 전동기는 속도 및 위치 제어의 용이함 때문에 광범위한 분야에서 사용되고 있으나 낮은 전력 효율, 스텝 응답에 따른 토오크 리플, 진동 등의 이유로 그 사용 영역이 제한되고 있다. 본 연구에서는 폐루프 운전 영구자석형 스테핑 전동기의 인덕턴스를 고려한 최대 평균 토오크식과 순시 토오크식을 제시하고, 그 식을 컴퓨터 시뮬레이션하였다. 또한 제시된 토오크식에 근거하여 lead angle을 전동기의 속도에 따라 적정 제어함으로써 토오크 영역이 확대되고 동시에 토오크 리플이 저감되도록 제어 시스템을 설계하여 스테핑 전동기의 여자 모드별로 토오크/속도 및 토오크 리플 특성을 측정하였다. 적정 lead angle이 전동기 토오크 영역에 미치는 영향을 평가하기 위하여 적정 lead angle의 함수로 주어지는 평균 토오크 식을 유도하였으며, 또한 적정 lead angle이 전동기의 토오크 리플에 미치는 영향을 평가하기 위하여 적정 lead angle의 함수로 주어지는 순시 토오크 식을 유도하였다. 유도한 50PPS에서 130PPS로 대폭 확대되고, 1상 여자시 50PPS의 전동기 속도에서 토오크 리플이 77.88%에서 45.28%로 크게 저감됨을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 확인하였다. 적정 lead angle을 적용하는 제어 시스템은 마이크로컨트롤러를 사용하고 소프트웨어 인터페이스에 의해 제어함으로써 소형화, 간소화가 실현되었고, 인터럽트에 의해 제어함으로써 고속 범위에서도 동작하였다. 또한 전동기의 종류나 파라메터의 변경시 시스템의 유연성을 높이기 위하여 ROM을 사용하여 적정 lead angle값을 변환 테이블화하였다. 시뮬레이션에 의한 토오크/속도 곡선과 순시 토오크 곡선에서 적정 lead angle을 적용함에 따라 발생 토오크가 크게 증대되며, 토오크 영역이 2배 이상 확대되고 토오크 리플이 1/2 이하로 감소되는 바와 같이, 특성 실험 결과에서도 적정 lead angle의 실현에 따라 여자 모드에 관계없이 발생 토오크가 증대되며, 1상 여자시 토오크 영역이 40PPS에서 90PPS로 확대되고, 1상 여자시 50PPS에서 토오크 리플이 78.25%에서 46.82%로 크게 저감됨을 확인할 수 있었다. The stepping motors are used in the broad field of the industry application due to their easy controllability of speed and position. However, the available field of stepping motor is limited hecause of its inefficiency, torque ripple which is resulted by step response, vibration and etc. In this thesis, the maximum average torque and the instantaneous torque equations are represented by considering the inductance of the closed-loop-driven permanent magnet stepping motor. They were simulated by computer. We designed the control system which was based on the proposed torque equations and the maximum torque with reduced torque ripple by controlling the properly optimal lead angle in keeping with the speed of motor so that the torque/speed and torque ripple characteristic experiments in each excitation mode of the motor were performed. We propose the average torque equation by considering the properly optimal lead angle for estimating the influence of the lead angle on the torque region of the motor, and then we propose the instantaneous torque equation by considering the properly optimal lead angle for estimating the influence of the lead angle on the torque ripple of the motor. The computersimulated results based on the proposed equations show that the torque region is steeply enlarged from 50PPS to 130PPS in the case of the single-phase excitation mode and the torque ripple is sharply reduced from 77.88% to 45.28% in the case of the singlephase excitation mode and the velocity of the motor, 50PPS. The implementation of the control system was realized in the small and compact size by using a microcontroller and a software interface. Also for the motor operation in high speed range, the interrupt transfer mode was used and the transformed values of the properly optimal lead angle were stored in ROM as a look- up-table in order to strengthen adjustability of the system in the case of changing the parameter of the motor or the kind of motor. By the result of the torque/speed and the instantaneous torque simulation based on the theoretical formula, the generated torque is increased, the operating region is enlarged more than a hwice, and the torque ripple is decreased less than a half by using the properly optimal lead angle. Also in the experimental result, regardless of excitation mode, we could get the result that the produced torque is increased, the operating range is enlarged from 40PPS to 90PPS in the case of the singlephase excitation mode, and the torque ripple is reduced from 78.25% to 46.82% in the case of the single-phase excitation mode and the velocity of the motor, 50PPS by considering the properly optimal lead angle.

자동변속기의 토오크 컨버터 클러치 제어 및 안정도 해석에 관한 연구

서정도 亞洲大學校 産業大學院 1998 국내석사

자동변속기 장착 차량의 연료 소비를 줄이기 위해, 모든 자동차 회사에서는 광범위하게 전자제어를 이용한 4속 자동변속기를 개발하였다. 또한 토오크컨버터의 슬립(Slip) 손실을 최대한 감소시킨 전자제어식 댐퍼 클러치 시스템을 개발하여 생산하고 있다. 직접 구동을 위한 댐퍼 클러치는 토오크 컨버터의 입력측과 출력축 사이에 위치하며, 클러치에 인가되는 오일 압력은 목표값에 최대한 근접된 클러치의 슬립을 항상 일정하게 유지하기 위해서 피드백 (Feedback)으로 제어되어 진다. 소량의 슬립을 클러치에 허용함으로써, 엔진 토오크 변동의 전달이 방지되고, 클러치는 엔진의 저속 영역에서도 동작할 수 있게 된다. 결과적으로 미소 슬립 형태의 토오크 컨버터를 장착한 차량은 종래의 자동변속기를 장착한 차량보다 10% 정도 연료 소비를 줄일 수 있게 되었다. 댐퍼 클러치 제어 시스템의 주목적은 댐퍼 클러치의 슬립율(Slip Ratio)이 목표값에 일정하게 유지되도록 하기 위한 것이다. 토오크 컨버터 클러치의 슬립이 최소량으로 허용된다면, 엔진 토오크는 토오크 변동의 문제가 없이 변속기에 전달될 수 있다. 뿐만 아니라 엔진의 저속 영역에서도 클러치를 동작시켜 연비 향상을 실현시킬 수 있다. 클러치에 인가되는 유압은 전자적인 피드백 제어에 의하여 클러치의 슬립을 최소량으로 유지하게끔 제어된다. 그러나 이 피드백 시스템은 시스템의 여러 가지 요소의 변경으로 인하여 불안정하게 되는 경우가 있다. 따라서 전달 함수의 모든 인자는 시스템의 안정도에 영향을 미친다. 이 논문은 피드백 시스템의 안정성 해석에 관한 것이며, 특히 어떤 피드백 시스템에 의한 제어 방법이 클러치 표면 재질의 마찰계수 - 슬립 회전수 특성(μ-v 특성)이 변화되어도 안정성을 확보할 수 있느냐에 관한 것이다. 토오크 컨버터와 엔진 특성, 제어기의 동작 속도, 물리적인 상태 등에 관계된 어떤 상수는 고유한 한계값을 가지는 것도 있다. 그러나 외부에서 변화시킬 수 있는 변수는 필요한 만큼 변화시켜 좋지않은 μ-v 특성하에서도 안정된 시스템으로 구현되도록 해야 한다. 그러기 위해서는 μ-v 특성이 좋은 클러치 표면 재질을 개발하는 것과, 슬립율이 목표값에 빠르고 안정되게 응답하는 제어 시스템을 개발하는 것이다. 특히 클러치 표면 재질의 μ-v 특성은 시스템의 안정도에 중요한 영향을 준다. 오일의 성능 저하나 다른 오일과의 혼합으로 인해 변화된 μ-v 특성으로 말미암아, 초기 단계에서 안정되게 동작되더라도 시간이 지남에 따라 불안정한 현상이 발생되는데, 이것은 제어 방법을 개선함에 따라 안정된 동작으로 되돌려질 수 있으며, 또한, 클러치의 결합 초기 단계에서 발생하는 쇼크(Shock)도 크게 감소시킬 수 있다. 이 시스템의 안정성을 확인하기 위해, 피드백 시스템의 여러 요소에 의해 영향을 받는 안정도 측면에서의 효과를 이해하기 위해서 자동제어 이론에 의한 분석 방법을 도입하였다. 각종 실험 자료를 분석하여 댐퍼 클러치를 포함한 각 부분의 특성을 고찰하고, 댐퍼 클러치의 제어 알고리즘을 분석하였으며, 필요한 제어 변수값의 범위와 시스템의 안정도를 저해하는 요인들을 해석하였다. 그리고 엔진 - 댐퍼 클러치 - 부하를 포함한 구동계의 동적 모델링과 전달 특성을 해석하고 시스템의 전달 함수를 구하였다. 또한 시스템의 전달 함수를 이용하여 이론적인 제어 게인값을 결정하고, 댐퍼 클러치 제어를 위한 피드백 시스템의 상대 안정도를 Nyquist 판별법을 이용하여 해석함으로써 댐퍼 클러치 표면 재질의 μ-v 특성이 변화되어도 시스템은 안정한 영역에서 동작됨을 입증할 수 있었다. Big gain in automobile fuel economy has already been achieved by using electronically controlled damper clutch in automatic transmission. If a torque converter clutch is allowed to slip to a minimal amount, engine torque can be transmitted through a transmission without torque variation problem, and the clutch can be put in operation at low engine revolution resulting in a low fuel consumption. Oil pressure applied to the clutch is electronically controlled in a feedback mode to keep the clutch slip to a minimal amount. This feedback system may, however, become unstable by impairment of various factors in the system. This paper presents a stability analysis methodology for a feedback damper clutch system by modeling detailed system components and identifying parameters which affect the system performance. The control system is designed to ensure sufficient stability margins for variations of the system parameters. An overall block diagram of the coupled engine-damper clutch-torque converter system is defined and the dynamic equations for each component are derived to be used in mathematical analysis of the damper clutch control system. It is shown that the μ-v characteristics of the surface material of the damper clutch gives an important effect on the stability of the system. When the μ-v characteristics is significantly impaired by deterioration of the surface material of the damper clutch and ATF, the feedback system tends to become unstable and the slip tends to hunt. The effect of the variation of the μ-v characteristics on the system stability is analyzed by using a modified Nyquist relative stability analysis method. It is demonstrated via simulation that a damper clutch control system can be designed to remain stable for such a variation.

임플란트 지대주 결합 형태에 따른 풀림력 및 크기 안정성 비교

윤서준 연세대학교 대학원 2007 국내석사

The comparison of removal torques and dimensional stability in different implant-abutment joint designs.Purpose: To compare removal torques and to evaluate dimensional stability of external hex-top and internal conical implant-abutment connection by joint designs; one-piece abutments and two-piece abutments.Material and Methods: Twelve out of twenty-four InplantⓇ (internal conical connection system) fixtures were connected with one-piece abutments and remaining twelve with two-piece abutments. Twelve HexplantⓇ (external hex-top system) fixtures were connected with two-piece abutments. All abutments were torque tightened into the implant to 30Ncm. Each abutment received a cement-retained crown. Cyclic loads of 100N were applied on the implants for a duty of 1,000,000 cycles at 1Hz, and at an angle of 30°. Removal torque values of abutments were measured with a digital torque device. Vertical length was measured at 5Ncm and 30Ncm insertion torque, and after loading. The pull-out strength of two-piece abutments from the fixtures was measured after the abutment screws were removed.Results:1. There was no significant difference in removal torque before and after cyclic loading (p>0.05). Removal torque values of one-piece abutment were higher than those of two-piece abutments (p<0.05). Removal torque values of external two-piece abutments were significantly higher than those of internal conical two-piece abutment (p<0.05).2. Removal torque values of double tightening group were significantly higher than those of single tightening group in two-piece abutments (p<0.05), whereas the values of one-piece abutments had no significant difference (p>0.05).3. The vertical height was higher by 70㎛ when internal conical two-piece abutments were torque tightened into the implant to 5Ncm compared to 30Ncm. There was no significant difference in vertical height before and after cyclic loading (p>0.05).4. A mean pull-out strength of 66.09N was recorded for internal conical two-piece abutments before loading, compared to a mean pull-out strength of 40.77N after loading.Conclusion: One-piece abutments posses higher removal torque resistance than two-piece abutments. Internal conical two-piece abutments sink into the implant as insertion torque increase, but there is no difference in vertical height before and after loading. Internal conical two-piece abutments maintain rigid connection after abutment screws are removed. 임플란트 지대주 결합 형태에 따른 풀림력 및 크기 안정성 비교골유착성 임플란트가 높은 성공을 보이고 있음에도 유지 기간 동안에 발생되는 나사 풀림 현상은 여러 가지 합병증이 발생시키고 있으며 이를 방지하기 위한 시스템의 개발이 계속되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위해 내측 연결 방식의 원추형 연결 구조를 가지는 임플란트 시스템이 개발되어 널리 사용되고 있다. 이에 본 연구에서는 내측 연결 원추형 임플란트에서 지대주의 결합 형태에 따라 일체형 나사구조의 지대주와 분리형 나사를 가지는 지대주의 반복 하중 조건 하에서 풀림 토오크를 측정하여 비교해보고, 지대주 결합 후 나타날 수 있는 수직적인 높이의 침강 현상을 실험적으로 평가하여 임플란트 연결구조의 유지와 안정성을 비교 평가하고자 하였다.24개의 내측 연결 방식의 고정체에 원추형 연결 구조를 가지는 일체형 지대주12개와 나사 분리형 지대주 12개를 30Ncm의 조임토오크로 연결하였고, 12개의 외측 연결방식의 고정체에는 분리형 지대주를 동일한 조건으로 연결하였다. 반복 하중은 30° 방향에서 100N의 하중으로 1,000,000회를 가하였다. 반복 하중을 부여한 그룹과 반복 하중을 부여하지 않은 조건의 지대주의 풀림 토오크를 측정하였다. 공구현미경과 마이크로미터를 이용하여 5Ncm과 30Ncm의 조임 토오크에 따른 수직적인 높이를 측정하고, 반복 하중 후 수직적 높이를 측정하였다. 분리형 지대주는 나사를 풀어서 제거한 후 고정체와 지대주가 분리되는 순간의 최대 분리력을 측정하였다. 이러한 실험과정을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다.1. 풀림 토오크 크기의 순서는 반복 하중과 관계없이 내측 연결 일체형 지대주 > 외측 연결 분리형 지대주 > 내측 연결 분리형 지대주 순이었고 (p<0.05), 반복 하중을 가하지 않은 것과 반복 하중을 가한 후 풀림 토오크는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (p>0.05).2. 분리형 지대주에서 조임 토오크를 반복적으로 두 번 가한 그룹이 조임 토오크를 한 번만 가한 그룹보다 풀림 토오크가 크게 측정되었다 (p<0.05). 일체형 지대주에서는 반복적으로 조임 토오크를 가한 그룹과 한 번만 가한 그룹의 풀림 토오크는 통계적으로 유의한 차이가 없었다 (p>0.05).3. 내측 연결 원추형 임플란트에서 5Ncm으로 결합하였을 때와 30Ncm으로 결합하였을 때의 고정체-지대주 결합체의 수직적 높이는 70㎛의 차이를 보였고, 30Ncm으로 조이고 반복 하중을 부여한 경우, 고정체-지대주 결합체의 수직적 높이는 반복 하중을 부여하기 전의 높이와 차이가 없었다 (p>0.05).4. 내측 연결 원추형 임플란트에서 조임력을 가한 후 나사를 제거하고 고정체와 지대주를 분리할 때 발생되는 분리력은 평균 66.09N이며, 반복 하중을 가한 후에는 평균 40.77N을 나타냈다.이상의 결과에서 내측 연결 원추형 임플란트에서 고정체와 지대주의 결합은 반복 하중에 안정적인 풀림 저항성을 보였으며 이는 지대주가 고정체의 원추형 경사면으로 조여들어가며 얻어진 견고한 결합에 기인한다고 볼 수 있다. 내측 연결 원추형 임플란트의 일체형 지대주는 분리형보다 나사 풀림 저항성이 높았다. 내측 연결 원추형 임플란트의 분리형 지대주는 체결시 조임 토오크를 가하면 지대주가 고정체 안으로 침강하며 수직적 높이의 변화를 보였다. 하지만 적정 조임 토오크로 체결하고 반복 하중을 가한 후 수직적인 높이의 변화는 일어나지 않았다. 내측 연결 원추형 임플란트의 분리형 지대주는 나사를 풀어낸 후에도 고정체와 강한 결합을 유지하였고 반복 하중에 따라 다소 결합정도가 감소되었다.

신경회로망기법을 이용한 SRM의 토오크리플 저감제어

이성두 부산대학교 대학원 1998 국내석사

Switched Reluctance Motor (SRM) has electro-mechanical mechanism with rotation force using reluctance torque. It has some advantages which are high speed, high efficiency, robustness etc, but it have very high torque ripple. This follows that SRM generates torque by pulse-wave source during per-stroke and inductance variation is nonlinear by means of saturation effect in magnetic circuit. This paper shows that torque ripple can be reduced by controlling instantaneous applied boltage. At this time, applied voltage is controlled by PWM voltage regulator whose input signal is generated by compensator which compensate decrease of variation-ratio of inductance using result learned by neural network. The experimental set up shows the validity of proposed schemes.