국내 반도체·디스플레이 산업은 꾸준히 성장하고 있다. 이에 따라 생산 제품은 반도체의 초고집적화, 디스플레이의 대면적화가 급격히 진행되는 추세이다. 그러나 이러한 반도체 디스플레이 장비가 가동되는 클린룸 환경은 필연적으로 다양한 요인에 의해 진동이 발생한다. 이러한 진동은 초정밀 생산 장비에 치명적인 영향을 끼쳐 불량을 유발하고, 생산 수율이 저하되는 심각한 문제를 발생시킨다. 이러한 진동을 저감시키기 위해 다양한 방법이 있다. 그 중에서 ...
국내 반도체·디스플레이 산업은 꾸준히 성장하고 있다. 이에 따라 생산 제품은 반도체의 초고집적화, 디스플레이의 대면적화가 급격히 진행되는 추세이다. 그러나 이러한 반도체 디스플레이 장비가 가동되는 클린룸 환경은 필연적으로 다양한 요인에 의해 진동이 발생한다. 이러한 진동은 초정밀 생산 장비에 치명적인 영향을 끼쳐 불량을 유발하고, 생산 수율이 저하되는 심각한 문제를 발생시킨다. 이러한 진동을 저감시키기 위해 다양한 방법이 있다. 그 중에서 동조질 량감쇠기를 이용한 진동 저감 방법은 기존의 구조물을 변경시키지 않고 추가적인 질량체와 강성, 감쇠기를 부착하여 진동을 저감시킬 수 있다. 그러나 구조적으로 질량, 강성, 감쇠비를 조절하는 데에 한계가 있기 때문에 수동형 동조질량감쇠기를 이론적으로 해석한 결과와 정확이 일치하는 구조물의 제작과 시공이 어렵다. 따라서 위와 같은 단점을 극복하기 위해 능동형 동조질량감쇠기의 개발이 이루어졌다. 능동형 동조질량감쇠기는 기존의 수동형 동조질량감쇠기에 센서와 구동기, 제어장치를 추가한 형태를 가지고 있으며, 적절한 알고리즘을 이용해 구동기를 작동시키면 수동형 동조질량감쇠기보다 훨씬 좋은 진동 저감 성능을 발휘할 수 있다. 일반적으로 진동이 발생하는 구조물은 1차 모드가 가장 큰 크기를 갖기때문에 구조물을 1자유도로 근사화하여 진동 제어를 수행한다. 그러나 실제 산업현장에서는 다자유도계로 구성되어 있다. 따라서 본 논문에서는 2자유도로 근사화된 구조물에 대해 능동형 동조질량감쇠기를 부착하고, 2 중 루프 제어기를 적용하여 진동 제어 성능을 확인하였다. 우선 능동형 동조질량감쇠기가 부착된 1자유도 구조물에 대해 수학적모델링을 수행하고, 2중 루프 제어기로 비최소위상 시스템과 P제어기를 적용하였다. 근궤적선도를 이용해 제어기의 파라미터와 이득을 결정하고 해석을 통해 진동 제어 결과를 비교하였다. 유한요소해석을 활용하여 실제 구조물을 설계 및 제작하였고, 제어 상태에서 모달 테스트를 수행하여우수한 진동 제어 성능을 확인하였다. 또한 이를 확장하여 2자유도 구조 물에 대해서도 같은 과정을 진행하고, 역시 우수한 진동 저감 성능을 확인하였다.
국내 반도체·디스플레이 산업은 꾸준히 성장하고 있다. 이에 따라 생산 제품은 반도체의 초고집적화, 디스플레이의 대면적화가 급격히 진행되는 추세이다. 그러나 이러한 반도체 디스플레이 장비가 가동되는 클린룸 환경은 필연적으로 다양한 요인에 의해 진동이 발생한다. 이러한 진동은 초정밀 생산 장비에 치명적인 영향을 끼쳐 불량을 유발하고, 생산 수율이 저하되는 심각한 문제를 발생시킨다. 이러한 진동을 저감시키기 위해 다양한 방법이 있다. 그 중에서 동조질 량감쇠기를 이용한 진동 저감 방법은 기존의 구조물을 변경시키지 않고 추가적인 질량체와 강성, 감쇠기를 부착하여 진동을 저감시킬 수 있다. 그러나 구조적으로 질량, 강성, 감쇠비를 조절하는 데에 한계가 있기 때문에 수동형 동조질량감쇠기를 이론적으로 해석한 결과와 정확이 일치하는 구조물의 제작과 시공이 어렵다. 따라서 위와 같은 단점을 극복하기 위해 능동형 동조질량감쇠기의 개발이 이루어졌다. 능동형 동조질량감쇠기는 기존의 수동형 동조질량감쇠기에 센서와 구동기, 제어장치를 추가한 형태를 가지고 있으며, 적절한 알고리즘을 이용해 구동기를 작동시키면 수동형 동조질량감쇠기보다 훨씬 좋은 진동 저감 성능을 발휘할 수 있다. 일반적으로 진동이 발생하는 구조물은 1차 모드가 가장 큰 크기를 갖기때문에 구조물을 1자유도로 근사화하여 진동 제어를 수행한다. 그러나 실제 산업현장에서는 다자유도계로 구성되어 있다. 따라서 본 논문에서는 2자유도로 근사화된 구조물에 대해 능동형 동조질량감쇠기를 부착하고, 2 중 루프 제어기를 적용하여 진동 제어 성능을 확인하였다. 우선 능동형 동조질량감쇠기가 부착된 1자유도 구조물에 대해 수학적모델링을 수행하고, 2중 루프 제어기로 비최소위상 시스템과 P제어기를 적용하였다. 근궤적선도를 이용해 제어기의 파라미터와 이득을 결정하고 해석을 통해 진동 제어 결과를 비교하였다. 유한요소해석을 활용하여 실제 구조물을 설계 및 제작하였고, 제어 상태에서 모달 테스트를 수행하여우수한 진동 제어 성능을 확인하였다. 또한 이를 확장하여 2자유도 구조 물에 대해서도 같은 과정을 진행하고, 역시 우수한 진동 저감 성능을 확인하였다.
The domestic semiconductor and display industry is steadily growing. Accordingly, the production products tend to be ultra-high integration of semiconductors and large areas of displays. However, in a cleanroom environment in which such semiconductor display equipment is operated, vibration is inevi...
The domestic semiconductor and display industry is steadily growing. Accordingly, the production products tend to be ultra-high integration of semiconductors and large areas of displays. However, in a cleanroom environment in which such semiconductor display equipment is operated, vibration is inevitably caused by various factors. Such vibrations have a fatal effect on the product, causing defects, and a serious problem in that the production yield is lowered. There are various methods to reduce this vibration. The vibration reduction method using a tuned mass damper can reduce vibration by attaching an additional mass, stiffness, and damper without changing the existing structure. However, since there are limitations in structurally changing the mass, stiffness, and damping ratio, it is difficult to fabricate and construct structures that exactly match the results of the theoretical analysis of a passive tuned mass damper. Therefore, to overcome the above disadvantages, the development of an active tuned mass dampers were made. Active tuned mass dampers take the form of adding sensors, actuators, and controls to existing passive tuned mass dampers. If the actuator is operated using an appropriate algorithm, it can exhibit much better vibration reduction performance than a passive tuned mass damper. In general, the structure in which vibration occurs has the most significant primary mode, so it is approximated to one degree of freedom to perform vibration control. However, in actual industrial sites, it is composed of multi-degree-of-freedom systems. Therefore, in this paper, the vibration control performance was confirmed by attaching an active tuning mass attenuator to a structure approximated by two degrees of freedom and applying a dual-loop controller. First, mathematical modeling was performed on a single-degree-offreedom structure with an active tuned mass damper, and a Nonminimum-phase system and a P controller were applied as a dual-loop controller. The parameters and gain of the controller were determined using the root locus, and the vibration control results were compared through simulation. In addition, the actual structure was designed and manufactured through the Finite Element Analysis, and Modal teat was performed to confirm an excellent vibration control performance. By extending this, the same process was performed for a two-degree-of-freedom structure, and excellent vibration reduction performance was confirmed.
The domestic semiconductor and display industry is steadily growing. Accordingly, the production products tend to be ultra-high integration of semiconductors and large areas of displays. However, in a cleanroom environment in which such semiconductor display equipment is operated, vibration is inevitably caused by various factors. Such vibrations have a fatal effect on the product, causing defects, and a serious problem in that the production yield is lowered. There are various methods to reduce this vibration. The vibration reduction method using a tuned mass damper can reduce vibration by attaching an additional mass, stiffness, and damper without changing the existing structure. However, since there are limitations in structurally changing the mass, stiffness, and damping ratio, it is difficult to fabricate and construct structures that exactly match the results of the theoretical analysis of a passive tuned mass damper. Therefore, to overcome the above disadvantages, the development of an active tuned mass dampers were made. Active tuned mass dampers take the form of adding sensors, actuators, and controls to existing passive tuned mass dampers. If the actuator is operated using an appropriate algorithm, it can exhibit much better vibration reduction performance than a passive tuned mass damper. In general, the structure in which vibration occurs has the most significant primary mode, so it is approximated to one degree of freedom to perform vibration control. However, in actual industrial sites, it is composed of multi-degree-of-freedom systems. Therefore, in this paper, the vibration control performance was confirmed by attaching an active tuning mass attenuator to a structure approximated by two degrees of freedom and applying a dual-loop controller. First, mathematical modeling was performed on a single-degree-offreedom structure with an active tuned mass damper, and a Nonminimum-phase system and a P controller were applied as a dual-loop controller. The parameters and gain of the controller were determined using the root locus, and the vibration control results were compared through simulation. In addition, the actual structure was designed and manufactured through the Finite Element Analysis, and Modal teat was performed to confirm an excellent vibration control performance. By extending this, the same process was performed for a two-degree-of-freedom structure, and excellent vibration reduction performance was confirmed.
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