초록 ▼

정밀이송 기계시스템에서 발생하는 비선형 마찰현상에 대한 해석을 통해 기존 여러 가지 마찰모델에 대한 검증을 하고 개선될 수 있는 비선형 마찰모델을 구축하고 실험을 통해 마찰에 관련된 인자들을 규명한다. 그리고 비선형 마찰을 보상하여 정밀제어를 수행할 수 있는 강인한 제어기를 설계하고자 한다.
마찰모델 구성과 제어기 설계를 위해 자동화기계, 공작기계에서 많이 사용되는볼-스크류 구동계를 연구적용 대상으로 선정하여
1) 기존의 LuGre(Lund-Grenoble) 마찰모델에 대해 마찰파라미터를 구하고 제어기 및 마찰관측기를 설

정밀이송 기계시스템에서 발생하는 비선형 마찰현상에 대한 해석을 통해 기존 여러 가지 마찰모델에 대한 검증을 하고 개선될 수 있는 비선형 마찰모델을 구축하고 실험을 통해 마찰에 관련된 인자들을 규명한다. 그리고 비선형 마찰을 보상하여 정밀제어를 수행할 수 있는 강인한 제어기를 설계하고자 한다.
마찰모델 구성과 제어기 설계를 위해 자동화기계, 공작기계에서 많이 사용되는볼-스크류 구동계를 연구적용 대상으로 선정하여
1) 기존의 LuGre(Lund-Grenoble) 마찰모델에 대해 마찰파라미터를 구하고 제어기 및 마찰관측기를 설계하여 실시간 실험을 수행하여 성능을 평가하여 어느 정도 타당성이 있는 마찰 모델임을 확인함.
2) 그러나 정밀한 이송 시 LuGre 마찰 모델의 특성을 조사하여 몇가지 문제점이 있음을 파악함.
3) 정밀 이송 시 pre-sliding 영역에서 LuGre 모델의 문제점들을 개선한 새로운 마찰 모델 동역학을 도출하여 LuGre 마찰모델과 비교하고 실험적으로 구현 가능하도록 프로그램을 개발함.
4) 개선된 마찰모델에 대해 작동 조건에 따른 마찰 파라미터들의 변동에 강인한 적응 제어알고리즘을 개발함.
5) 볼-스크류 시스템에 대한 실시간 실험을 통해 마찰제어시스템의 성능을 검증하여 종합적으로 평가함.
1. 정밀가공에 사용되는 이송기계, 공작기계, 로봇 등에서 나타나는 마찰에 대한 연구가 학계나 산업계에서 매우 취약한 국내현실에서 마찰에 대한 연구기반을 충함.
2. 마찰에 대한 연구인력 양성과 전문인력을 확보함.
3. 현재까지 해외에서 발표된 마찰 모델 수준에 상응하는 성능을 갖는 새로운 마찰 모델을 개발하고 실시간 제어를 위한 적용 프로그램 개발과 마찰력의 변화에 대응하는 강인한 적응제어 알고리즘을 개발함.
4. 제안한 마찰 모델은 정밀도에 관계없이 거의 모든 마찰현상을 기술할 수 있으며 다양한 정밀기계의 마찰 제어에 이용할 수 있음.
5. 마찰에 대한 후속 연구를 진행할 수 있는 연구 기반을 조성함.

Abstract ▼

We will analyze the phenomenon of nonlinear friction appeared in precise machine and construct the advanced friction model. Next, we will design the control system that can compensate the effect of nonlinear friction.
The ball-screw drive system that is often used in machine tool and automatic ma

We will analyze the phenomenon of nonlinear friction appeared in precise machine and construct the advanced friction model. Next, we will design the control system that can compensate the effect of nonlinear friction.
The ball-screw drive system that is often used in machine tool and automatic machinery is chosen to construct the friction model and deign the controller and then
1) identified the parameters of the LuGre(Lund-Grenoble) friction model and design the controller and friction observer. Then the performance of this model was estimated to accept a correct friction model in a certain range.
2) But we discovered the several deficiencies of the LuGre model by examining its properties in a precise motion range.
3) In a precise motion of the pre-sliding range, new friction model dynamics was developed to improve the problems of the LuGre model and compared with the LuGre model. The implementation program was developed in order to make the experimental application possible.
4) With improved friction model, the robust adaptive control algorithm was developed according to variation of friction parameters for operating condition.
5) We evaluate synthetically the performance of the friction control system via real time experiment for the ball-screw system.
1. In the domestic academic and industrial fields, the researches on the friction that is appeared in the precise manufacturing machinery such as transfer machinery, machine tool, etc are very weak. We have enhanced the research foundations on the friction.
2. The special researchers on the friction have been cultivated.
3. The new friction model was developed which has a similar performance with the friction model that have been published in foreign area until present.
Then the implementation program and the robust adaptive algorithm were developed corresponding to the variations of friction parameters.
4. The proposed friction model can describe the most friction phenomena regardless of precise level, and so can be applied to control the friction of the various kinds of precise machinery.
5. The research foundation was builded for succeeding study on the friction.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용 및 결과...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...7
• 3. 결과 및 고찰...18
• 4. 결론...19
• 5. 인용문헌...20