단순화된 입출력선형화방법에 의한유동전동식의 강인한 속도 및 효솔제어

Robust Speed and Efficiency Control of Induction Motors via a Simplified Input-Output Linearization Technique

본 논문에서는 유동전동기에 최근에 개발된 비선형 제어이론을 적용시켜 회전자 속도와 회전자 자속사이에 간섭이 일어나지 않는 선형 시스템으로 변환시킴으로써 제안한 제어기가 유도전동기를 고성능뿐만 아니라 고효율로 제어할 수 있음을 수학적인 분석, 시뮬레이션, 그리고 실험을 통해 보였다. 제안한 제어기는 d-p동기 회전축과 x-y고정자축 사이의 변환, 전기각 속도의 적분, 그리고 전압방정식에서 역기전력과 결합항의 보상등이 필요치 않기 때문에 기존 벡터 제어기보다 계산이 간단하다는 장점을 갖고 있고 특히 전동기 매개변수의 변화에 강인한(robust) 특징을 갖고 있다. 본 논문이 제안한 설계방법은 최근에 개발된 이론인 특이섭동기법(singular perturbation technoque)과 비간섭 궤환제어(noninteracting feedback control)에 기초를 두고 있는데 실제로 이 이론들이 유도 전동기의 속도 및 효율제어에 효과적으로 적용됨을 본 논문을 통해 보이고 있다.

In this paper, we attempt to control induction motors with high power efficiency as well as high dynamic performance by utilizing the recently developed theories : singular perturbation technique and noninteracting feedback control. Our controller consists of three subcontrollers` a saturation current controller, a decoupling controller, and a well-known flux simulator. The decoupling controller decouples rotor speed (or motor torque) and rotor flux linearly. Our controller does not need the rotor resistance that varies widely with the machine temperature. To illuminate the practical significance of our results, we present simulation and experimental results as well as mathematical performance analysis.