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보고서 상세정보

저비용 고정도의 정전부상시스템에 관한 연구
Cost-effective and highly precise electrostatic suspension system

  • 사업명

    특정기초연구지원사업

  • 과제명

    저비용 고정도의 정전부상시스템에 관한 연구

  • 주관연구기관

    울산대학교
    University of Ulsan

  • 연구책임자

    전종업

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-04

  • 과제시작년도

    2007

  • 주관부처

    과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국과학재단
    Korea Science and Engineering Foundtion

  • 등록번호

    TRKO201000013312

  • 과제고유번호

    1355050376

  • 키워드

    정전부상.정전기력.비접촉지지.뱅뱅제어.압전소자.실리콘 웨이퍼.시간최적제어.지연제어.비선형제어.Electrostatic suspension.Electrostatic force.Contactless suspension.Bang bang control.Piezoelectric element.Silicon wafer.Time optimal control.Delay control.Nonlinear control.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    This research is to develop an electrostatic suspension system which, compared with the conventional ones where high voltage ampl...

    This research is to develop an electrostatic suspension system which, compared with the conventional ones where high voltage amplifiers are used, is cost-effective and can be used in vacuum environments. In addition, we will develop an another electrostatic suspension system which is stabilized by actively controlling the piezoelectric elements to control displacements of electrodes where constant voltages are supplied. This system has no vibration in stable suspension state and hence is highly precise.


    높은 가격으로 인하여 정전부상시스템의 실용화에 걸림돌이 되고 있는 고전압 증폭기를 사용하지 않고 진공환경에서도 안정적인 부상이 가능한 저비용의 정전부상시스템을 개발하고자 한다. 안정화 제어기로는 뱅뱅제어기(시간최적제어기), 지연제어...

    높은 가격으로 인하여 정전부상시스템의 실용화에 걸림돌이 되고 있는 고전압 증폭기를 사용하지 않고 진공환경에서도 안정적인 부상이 가능한 저비용의 정전부상시스템을 개발하고자 한다. 안정화 제어기로는 뱅뱅제어기(시간최적제어기), 지연제어기, 비선형제어기 등을 이용한다. 또한 일정 전압이 인가된 정전기력 발생용 전극을 압전소자를 이용하여 능동 제어함으로써(PID 제어기와 근사시간최적제어기를 이용하여 제어) 부상상태에서 거의 진동이 발생하지 않는 정밀도 높은 저가의 정전부상시스템을 개발하고자 한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ...1
    2. 목차 ...2
    3. Ⅰ. 연구계획 요약문 ...4
    4. 1. 국문요약문 ...4
    5. Ⅱ. 연구결과 요약문 ...5
    6. 1. 국문요약문 ...5
    7. 2. SUMMARY ...6
    8. Ⅲ. 연구내용 및 결과 ...7
    9. 1...
    1. 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ...1
    2. 목차 ...2
    3. Ⅰ. 연구계획 요약문 ...4
    4. 1. 국문요약문 ...4
    5. Ⅱ. 연구결과 요약문 ...5
    6. 1. 국문요약문 ...5
    7. 2. SUMMARY ...6
    8. Ⅲ. 연구내용 및 결과 ...7
    9. 1. 연구개발과제의개요 ...7
    10. 1.1 연구개발의 목적 및 필요성 ...7
    11. 1.2 연구개발 목표 및 내용 ...8
    12. 2. 국내외 기술개발 현황 ...9
    13. 3. 연구수행 내용 및 결과 ...11
    14. 3-1. 뱅뱅제어기를 이용한 저비용의 정전부상시스템 ...11
    15. 3-1-1. 정전부상시스템의 구성 및 제어방법 ...11
    16. 3-1-2. 부상시스템 운동방정식 ...12
    17. 3-1-3. 제어기의 설계 및 안정성 해석 ...13
    18. 3-1-3-1. 부상체의 상태방정식 ...13
    19. 3-1-3-2. Recoverable Set ...14
    20. 3-1-3-3. 절환곡선의 설계 ...15
    21. 3-1-3-4. 안정성 분석 ...16
    22. 3-1-4. 시뮬레이션 ...16
    23. 3-1-5. 실험장치 ...18
    24. 3-1-5-1. 다자유도 안정 제어를 위한 전극 구조 ...18
    25. 3-1-5-2. 전극제작 ...19
    26. 3-1-5-3. 실험장치 ...20
    27. 3-1-5-4. 진공챔버 ...21
    28. 3-1-6. 부상실험 및 결과 ...22
    29. 3-2. 압전소자를 이용한 고정도의 정전부상시스템 ...22
    30. 3-2-1. 시스템 구성 및 작동원리 ...23
    31. 3-2-2. 시스템의 동적 모델링 ...24
    32. 3-2-3. 제어기의 설계 및 시뮬레이션 ...26
    33. 3-2-3-1. PID 제어기 ...26
    34. A. 제어기의 설계 및 안정성 ...26
    35. B. 유전자 알고리즘을 이용한 게인값 선정 ...27
    36. C. 시뮬레이션 ...27
    37. 3-2-3-2. 근사시간최적제어기 ...28
    38. A. 제어기의 설계 ...28
    39. B. 안정성 해석 ...29
    40. C. 선형제어기의 설계 ...31
    41. D. 시뮬레이션 ...31
    42. 3-2-4. 실험장치 ...31
    43. 3-2-4-1. 압전소자 ...32
    44. 3-2-4-2. 변위확대기구 ...32
    45. 3-2-4-3. 부상장치 ...35
    46. 3-2-4-4. 압전소자 구동용 증폭회로 ...36
    47. 3-2-5. 부상실험 및 결과 ...38
    48. 3-2-5-1. 전극 인가 전압 ...38
    49. 3-2-5-2. 부상실험 ...39
    50. A. PID 제어기를 이용한 부상실험 ...39
    51. B. 근사시간최적제어기를 이용한 부상실험 ...39
    52. 3-3. 지연제어기를 이용한 정전부상시스템 ...40
    53. 3-3-1. 동적 모델링 및 제어기의 설계 ...41
    54. 3-3-2. 시뮬레이션 ...42
    55. 3-3-3. 부상실험 ...44
    56. 3-4. 비선형제어기를 이용한 정전부상시스템 ...44
    57. 3-4-1. 동적 모델링 ...45
    58. 3-4-2. 제어기의 설계 및 안정성 ...46
    59. 3-4-3. 시뮬레이션 ...47
    60. 3-4-4. 부상실험 ...49
    61. 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...50
    62. 4-1. 연구목표 달성도 ...50
    63. 4-2. 관련분야에의 기여도 ...52
    64. 5. 연구결과의 활용계획 ...52
    65. 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...53
    66. 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ...53
    67. 8. 참고문헌 ...53
    68. 9. 연구성과 ...55
    69. 10. 기타사항 ...56
    70. 별첨1 ...57
  • 참고문헌

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