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제안 방법
- 본 시스템에서는 조이스틱의 위치가 중립일 때 Vj°y의 전압을 0V로 출력하기 위해서 그림 5와 같이 A와 B단자에 각각 “+”기준전압 VRen과 "-”기준전압 VRef2를 공급하였으며, 또한 노이즈 제거와 과전류 방지를 위하여 공급전원 Vcc 출력단에 콘덴서 C1과 저항 R1 을 설치하였다.
- 조이스틱 좌측 이동시 드럼을 감김방향으로 구동하기 위해 IN1 은 “L”, IN2는 "H'로 되도록 회로를 구성하였으며, 반대로 우측 이동시에는 드럼을 풀림방향으로 구동하기 위해 IN1 은 “H”, IN2는 “L”가 되도록 회로를 구성하였다. 또한 좌측 또는 우측 이동시 브레이크를 해제하기 위해 %诞가 “H”로 되도록 설계하였다.
- 된다. 그러므로 이를 방지하기 위해 본 시스템에서는 그림 9와 같이 비교기를 사용하여 조이스틱의 작동신호가 제한영역에서는 출력되지 않도록 회로를 구성하였다
- 그림 3과 같이 설계하였다. 그리고 조이스틱의 출력전압에 의한 드럼의 구동속도는 대용량 구동 시스템에 적합한 펄스폭 변조방식으로 제어하도록 설계하였다.
- 그림 16의 PWM 출력신호 만큼 비례제어 밸브에 인가되는 전류로 변환시키기 위하여 그림 19와 같이 트랜지스터를 이용하여 PWM 출력신호를 증폭하는 드럼 구동출력 회로를 설계하였다. 특히, 최종 출력부품인 TR2 및 TR4는 증폭게인을 2배로 높이기 위해 다링톤형을 人용하였다.
- 기준전압 VRefi을 만들기 위해서 DC- DC 변환기를 사용하였으며, 이에 대한 관계식은 다음과 같다.
- 동력전달장치로서는 기계식, 전기식, 유압식 등 여러 형식이 있으나, 본 시스템에서는 투인양시 드럼, 권선정렬장치와 같은 구조물과의 접촉마찰로 인한 예인체의 손상을 방지하기 위해 저속구동이 되어야 하며, 또한, 매우 큰 수중부하가 작용하는 예인체를 인양하기 위해 고출력장치이어야 하므로 단위중량당 출력비가 가장 높고 응답속도가 빠른 전기-유압 구동방식으로 설계하였다.⑵
- 드럼 구동제어 회로는 그림 2에서 보는 바와 같이 조이스틱의 작동변위에 따른 작동전압에 대한 기준를 결정하기 위한 기준전압회로 조이스틱 조작에 의한 손떨림이나 외부노이즈 등에 의해 발생된 이상신호를 제거하기 위한 저주파 통과 회로 드럼의 구동방향이 급변하게 바뀌지 않도록 해주는 작동제한영역(Dead Zone) 회로 조이스틱의 작동방향에 따른 드럼 구동 방향선택 회로 드럼의 구동속도제어 회로 비례제어 밸브에 전원을 인가하기 위해 신호를 증폭해주는 드럼 구동출력 회로 제동된 드럼을 해제하는 브레이크 해제회로로 구성하였다.
- 드럼 구동제어 회로에 대한 설계입증을 하기 위해서 보드를 제작하고 실험을 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
- 따라서, 본 논문에서는 조이스틱으로써 드럼을 원거리에서 무단변속 구동하고 대용량 구동 시스템에 적합한 펄스폭 변조 방식으로 드럼의 속도를 제어하는 드럼 구동제어 회로를 구현하였다 또한 설계된 제어회로로 직접 보드를 제작하였으며 실험을 통하여 성능을 검토 분석하였다.
- 인가되어야 한다. 따라서, 본 장치에 있어서는 대용량 구동에 적합한 펄스폭 변조방식으로 하였다. 조이스틱의 작동전압에 비례하는 폭을 가진 펄스를 출력하기 위해서는 작동전압의 비교대상인 발진회로가 필요하다.
- 구성도는 그림 1과 같다. 또한 본 시스템의 드럼 구동 유압회로는 폐회로로 구성하였으며, 드럼제동회로는 오프-브레이크 실린더로 구성하였다.
- 구성하였다. 또한 좌측 또는 우측 이동시 브레이크를 해제하기 위해 %诞가 “H”로 되도록 설계하였다. 그림 13과 14는 조이스틱의 작동방향에 따른 아날로그 스위치의 응답결과를 나타낸 것이다.
- 본 시스템의 드럼 구동 유압회로는 효율이 가장 좋은 유압 트랜스미션(Hydraulic Transmission) 방식의 폐회로로 구성하였으며, 밴드 브레이크방식으로 제동하는 드럼제동회로는 고신뢰성을 위해 스프링력을 이용한 오프(Off)-브레이크 실린더로 구성하였다.
- 브레이크 해제 출력 신호를 확인하기 위해서 조이스틱을 우측에서 좌측으로 이동하였다. 그림 31의 Chi은 그림 7의 VFilter 측정치이고 Ch2는 그림 20의 TR6 출력단 측정치이다.
- 예인윈치의 드럼을 원격 무단변속 구동 및 제어하기 위해서 기준전압회로 저주파 통과 회로 작동제한 영역 회로 구동 방향선택 회로 구동속도제어(펄스폭변조) 회로 드럼 구동출력 회로 브레이크 해제회로 등으로 구성된 드럼 구동제어 회로를 설계하였다.
- 조이스틱의 작동전압에 비례하는 폭을 가진 펄스를 출력하기 위해서는 작동전압의 비교대상인 발진회로가 필요하다. 일반적으로 비례제어 밸브의 응답속도는 10Hz 이므로 본 회로에서는 약 500배 정도 빠른 주파수를 발진하도록 설계하였다
- 입력단자에 흐르는 바이어스 전류의 영향을 최소로 하기 위해서 보상저항 R4를 비반전 입력단자에 접속하며, 식⑶으로부터 이를 선정한다.
- 조이스틱 의 작동신호가 작동제한영 역을 벗어나면, 아날로그 스위치에 의해 작동신호가 구동출력단으로 전송되도록 설계하였다.
- 조이스틱 조작시의 손떨림이나 외부노이즈 등과 같은 고주파 대역의 잡음신호로 인한 시스템의 오동작을 방지하기 위해서 그림 7과 같이 2차 저주파 통과 필터 (Low Pass Filter)를 설치하여 드럼 구동 주파수 대역만 통과하도록 회로를 구성하였으며, 이에 대한 관계식은 다음과 같다
- 조이스틱은 0° 에서 320°까지 회전이 가능하도록 기구학적으로 설계하였으며, 작동변위에 따른 출력전압은 그림 3과 같이 설계하였다. 그리고 조이스틱의 출력전압에 의한 드럼의 구동속도는 대용량 구동 시스템에 적합한 펄스폭 변조방식으로 제어하도록 설계하였다.
- 조이스틱을 이동하여 작동제한영역 회로에 대한 실험을 수행하였다. 그림 23은 조이스틱을 우측에서 좌측으로 이동했을 경우 에 대한 결과이며, Chi은 그림 7의 VFilter 측정치이고 Ch2는 그림 9의 Vcmpi 측정치이다 그림 24는 좌측에서 우측으로 이동했을 경우에 대한 결과이며, Chi은 그림 7의 VFilter 측정치이고 Ch2는 그림 9의 VCMP2 측정치이다
대상 데이터
- 구성하였다. 본 실험에 사용한 장비로는 전원공급 장치 오실로스코프 스팩트럼 분석기, 아날로그 멀티메터, 펄스 발생기, 프린터 등이 있다.
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