https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/339 2026-04-04T14:02:10Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/22040 Title: ROBUST TRACKING CONTROL FRAMEWORK FOR ROBOT MANIPULATORS INDUCED BY A NEW NON-SINGULAR FAST TERMINAL SLIDING MODE CONTROL Author(s): 호앙 쿽 흥 Abstract: Over recent decades, robot manipulators have been extensively used in modern industrials, in which many tasks require high accuracy of output trajectory and stability of the system. However, robot manipulators commonly face many complex problems caused by uncertainties and disturbances such as frictions, sensor noise, and addition load. Therefore, to tackle the effects of these disadvantages, an advanced controller with strong robustness should be applied in the control algorithm. This work presents a new finite-time tracking control scheme for robot manipulators in the presence of disturbances/uncertainties. To avoid the singularity of the conventional terminal sliding mode control (TSMC), the proposed methodology is based on a new adaptive sliding surface that further enhances the convergence rate and tracking accuracy. Moreover, a time delay estimation (TDE) is applied to estimate the uncertain dynamics and external disturbance. In addition, a super-twisting algorithm is integrated into the control law which significantly mitigates the chattering phenomenon of both the output trajectory of the robot and the control signal. Hence, the suggested approach obtains the perfect control performance, the slight chattering, a fast convergence rate, singularity avoidance and robustness against uncertainties. Also, besides stabilizing, the control algorithm is modified and then utilized to address the problem of tracking control. Stability analyses are provided after the mathematical formulation to support the controller design. Finally, the global stability and finite-time convergence of the proposed control algorithm are theoretically demonstrated by the Lyapunov principle. The effectiveness of the proposed controller is confirmed with simulations of different scenarios. Three different study cases are carried out to verify the effectiveness of the proposed control algorithm. The purpose of the first scenario is to prove that the improvement of the designed sliding surface improves the efficiency of the STW algorithm eliminates chattering in the trajectory. Furthermore, the characteristics of the proposed sliding mode surface with STW under load disturbance conditions are compared with those of three different control strategies. In the second simulation, the outstanding novel-designed sliding surface is provided that improves the efficiency of the STW algorithm and eliminates chattering in the output response. The third study is a task of controlling a manipulator in high frequency input, in which the proposed controller is used to suppress the influence of disturbances and uncertainties. Throughout the studies, the proposed control algorithm has proved its effectiveness in stabilizing and tracking control for different systems exhibit high load disturbances. 2022-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/22028 Title: 적층제조된 마레이징강의 잔류 응력 분포에 대한 후열처리 효과에 관한 연구 Author(s): 팜 민 상 Abstract: An undesirable residual stress is one of the major challenges for the structural integrity of metal components. It has a significant effect on the part’s distortion, corrosion resistance, crack growth resistance and mechanical properties of metal products. In the present study, we have investigated the effect of aging and annealing-aging heat treatments on the residual stress distribution in the maraging 18Ni300 steel (MS 18Ni300) fabricated by selective laser melting (SLM). The residual stress distributions in as-built, aged and annealed-aged specimens were measured using contour method (CM). The non-uniform distribution of residual stress is found in the as-built MS 18Ni300 SLM where the surface region exhibits the high tensile residual stress while the compressive one is observed in the middle region of specimens. In addition, residual stress distribution in as-built specimen is well captured by the finite element (FE) simulation, which not only further confirms the distribution of residual stress but also studies the evolution of residual stress during SLM process. After applying aging heat treatment process, it reveals moderate effect on the reduction of residual stress (~-50%) with a preserved amount of residual stress inside the specimen. While the annealing-aging heat treatment shows a significant influence on the residual stress distributions, resulting in the noticeable reduction of residual stress compared to the as-built (~-80%) and aged (~-50%) ones. These findings suggest that the SLM process with annealing-aging heat treatment is the promising method to fabricate MS 18Ni300 with relatively low residual stress. 2022-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/22010 Title: 글래스런 채널의 파손 특성에 대한 정량적 평가 Author(s): 차수빈 Abstract: Recently, the demand for electric vehicles is intensively increased due to the growing concerns on environmental issues in the automobile industry. Given that electric vehicles are generally more silent than the conventional vehicles using internal combustion engine, noise management from outside of vehicle such as wind and road has been more important. The glass run channel is conventional sealing component used in the vicinity of window glass to block the noise, moisture, dust, and wind from outside of vehicle. Glass run channel made of polymers may readily be deformed and be worn due to the sliding contact with window glass. The sealing performance may be deteriorated due to the deformation of glass run channel, and the wear may cause the noise due to unstable frictional characteristics. Therefore, the degradation characteristics of glass run channel should be clearly understood for reliability of glass run channel during long-time operation. In this work, the degradation and friction characteristics of the glass run channel with different coatings and cross-sectional shapes were experimentally assessed. For the tests, the specimen was obtained from the actual glass run channel used in automobile, the counter specimen was manufactured with same material of window glass. The tester was developed to reproduce the reciprocating motion of window glass with the glass run channel. The glass run channel specimen was reciprocated while fixing the counter specimen with the tester, and the sliding speed was determined considering the operating speed of window glass. The friction force was monitored during the tests using the load cell equipped with the tester, and the specimens before and after tests were carefully observed using a 3D laser scanning confocal microscope. The deformation and wear of glass run channel was quantitatively determined using the height profile of that obtained from the confocal microscope data. The results of this work are expected to provide the useful data to understand the degradation and friction characteristics of glass run channel, and to design the glass run channel with improved performance. 자동차 산업에서 지속적으로 강화되는 환경 규제에 따라 친환경 자동차에 대한 수요가 점차 증가하고 있다. 친환경 자동차는 기존의 내연 기관을 사용하는 차량 대비 조용하기 때문에, 차량 운전 중 외부로부터 유입될 수 있는 소음 관리가 더욱 중요해지고 있다. 글래스런 채널(glass run channel)은 운전 중 외부로부터 유입되는 소음과 이물질을 차단하기 위하여 차량 유리(window glass) 부근에 사용되는 부품이다. 글래스런 채널은 고무 소재로 제작되기 때문에 차량 유리와의 상대 운동으로 인하여 소성 변형(plastic deformation)이 발생할 수 있으며, 표면 코팅에 마모(wear)가 발생할 수 있다. 글래스런 채널의 변형은 기밀 성능을 저하시킬 수 있고, 코팅층의 마모는 불안정한 마찰 특성을 유발하여 소음을 발생시킬 수 있다. 따라서, 장시간 운전 간 부품의 신뢰성을 확보하기 위하여 글래스런 채널에 발생하는 파손 특성을 명확히 이해할 필요가 있다. 본 연구에서는 서로 다른 코팅과 단면 형상을 가지는 글래스런 채널이 차량 유리에 대해 상대 운동한 후 발생하는 파손 특성을 실험적으로 평가하였다. 실험 시편은 실제 차량에 적용되는 글래스런 채널을 일부 절단하여 사용하였으며, 상대 시편으로는 차량 유리와 같은 소재의 시편을 제작하여 이용하였다. 또한 글래스런 채널과 차량 유리 간의 미끄럼 운동을 구현하기 위하여 실험 시편에 적합한 왕복 시험기를 개발하여 활용하였다. 고정된 유리 시편에 대한 글래스런 채널 시편의 미끄럼 속도는 실제 차량 유리의 승하강 속도를 고려하여 결정하였다. 시험 중 마찰력은 시험기에 장착된 로드셀(loadcell)을 이용하여 실시간으로 측정되었으며, 실험 전후 글래스런 채널 시편의 표면과 형상 프로파일(profile)은 3차원 공초점 현미경을 이용하여 정밀하게 관측하였다. 측정한 실험 전후 데이터를 통하여 글래스런 채널에 발생하는 변형과 표면 마모 특성을 정량적으로 평가하였다. 본 연구의 결과는 글래스런 채널에서 발생하는 파손 특성에 대해 이해하고, 향상된 성능의 글래스런 채널 설계를 위한 기초데이터로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 2022-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21996 Title: DME를 연료로 하는 디젤 엔진용 고압 연료 펌프의 성능 시험 비교 연구 Author(s): 정재희 Abstract: 본 연구에서는 고압연료펌프의 성능을 비교하여 DME 연료에 더 적합한 고압펌프를 찾는 것과 유량의 기초 데이터의 데이터 베이스 구축을 목표로 하였다. DME를 압축착화 엔진에 사용하면 디젤연료의 문제점인 오염물질 배출을 줄일 수 있다. DME는 C-O-C결합과 디젤연료의 세탄가(40~50)보다 높은 세탄가(55)를 가지고 있다. 또한 높은 산소 함량(34.8%)을 보유하여 유해 배기가스 저감이 가능하다. DME의 물성치는 LPG(liquefied petroleum gas)와 유사하며 낮은 온도 조건에서 5 bar 이상 의 압력으로 가압하게 되면 기체에서 액체 상태로 변하게 되어 보관과 저장이 용이하고, 기존의 LPG 유통 인프라를 이용할 수 있는 연료이다. 해당 연구에서는 고압 연료 펌프가 유량계를 사용하여 인젝터에 필요한 유량을 토출시킬 수 있는지 확인하고 고압펌프가 커먼레일 드라이버에서 설정한 압력을 충족시킬 수 있는지 확인하는 것에 중점을 두었다. 본 연구에서 사용된 고압펌프는 Independent Injection Type Pump(독립식 분사)와 Wobble Plate Type(사판각 조절식) 두 가지 펌프가 사용되었다. 두 고압펌프의 성능 변화를 측정하여 비교하여 DME 용으로 적합한 펌프를 선정하고 성능을 개선할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 고압펌프의 성능 변화 측정을 위해 변화시킨 실험 조건은 모터 회전수를 300 rpm ~ 1,000rpm 까지 100rpm 단위로 증가 시켰으며, 커먼레일 압력 300, 400bar의 조건을 변화시켜 실험이 진행되었다. 또한 DME 특성에 따른 DME를 고압펌프에 공급하기 위해 연료공급시스템을 구축하여 실험을 진행하였고 온도 센서와 압력센서 및 압력게이지를 통해 해당 실험에서 연료공급시스템 내부의 DME가 액상을 유지하는 것을 확인하였다. 실험결과 모터 회전수가 증가할수록 고압연료펌프에서 토출되는 유량이 증가하였으며, 동일한 모터 회전수 조건에서는 커먼레일의 압력이 증가하면 압력 강하로 인한 고압연료펌프의 유량이 감소하는 것을 확인하였다. 모터 회전수가 증가함에 따라 플런저 실 내부에서 일부 DME 누설로 인해 체적효율이 감소하였고 모터 회전수 증가와 커먼레일 압력 증가에 따라 기계효율과 전체효율은 증가하는 것을 보였다. 2022-12-31T15:00:00Z