[유압공학 제어] 비례제어 밸브의 디더(dither)와 히스테리시스 이해

일반적인 굴착기나 대형윈치(winch)를 조종할 때, 조이스틱을 살짝 밀면 천천히 움직이고 끝까지 밀면 빠르게 움직인다. 이렇게 조이스틱을 미는 양(전기 신호)에 비례해서 유량을 조절해 주는 부품이 비례제어 밸브(proportional valve) 이다.

그런데, 조이스틱을 살짝 밀었을 때 장비가 안움직이다가, 조금 더 미니까 갑자기 움직이는 경우가 있다. 이 현상은 왜 발생하는 것일까?

이것과 관련이 있는 히스테리시스와 디더에 대해 공부해보자. 1. 밸브 스풀은 쇳덩어리이다.

비례 밸브 내부에는 기름의 길을 열어주는 스풀(spool)이라는 무거운 쇳덩이가 있다. 전류를 흘려 보내면 솔레노이드가 이 스풀을 당기는데, 스풀과 밸브 몸체 사이에는 아주 끈적한 유압유가 있다.

조이스틱을 밀어서 솔레노이드에 약한 신호를 주더라도, 스풀은 정지마찰력과 기름의 점성 때문에 멈춰있다. 그러다, 일정 전압이 가해지는 순간, 마찰력을 이기고 스풀이 한번에 열려버린다. 2.

올라갈 때와 내려올 때가 ...