본 논문에서는 가변구조제어기의 슬라이딩모드이득과 경계층두께(boundary layer thickness)를 신경망을 이용하여 계산하는 신경망 가변구조제어기를 제시한다. 제시된 방법은 신경망의 역전파오차 학습기능을 이용하여 슬라이딩모드이득과 경계층 범위를 계산할 수 있도록 신경망 제어기를 학습시킴으로써, 슬라이딩모드 제어법칙을 단순화 하고, 시스템 불확실성에 대하여 강인하며, 추적오차를 더욱 개선시킬 수 있다. 설계의 예와 시뮬레이션 결과를 통하여 제시된 방법에 대한 유용성을 보인다.
본 논문은 단상 영구자석 동기 전동기의 가변속 운전을 위한 가변 비례공진 전류 제어 기법을 제안한다. 단상 영구자석 동기 전동기의 전류 제어 시 3상 교류 전동기에 널리 적용되는 벡터 제어를 적용할 경우, 필연적으로 좌표변환 및 가상의 q축 성분 생성을 위한 과정이 요구된다. 하지만, 단상 영구자석 동기 전동기의 구조적인 특징을 고려하여 비례공진 제어 기법을 적용하게 되면 3상 교류 시스템에서 필요로 하는 추가적인 좌표변환 과정이 요구되지 않는다. 이에 본 논문에서는 가변속 운전에 따른 공진 주파수 변화를 반영한 가변 비례공진 전류제어 기법을 제안하고자 한다. 제안한 전류 제어 기법의 효용성을 검증하기 위해 다수의 실험을 진행하였다.
This paper considers a sliding mode controller for a depth and course control of a class of submersible Vehicles. Since the vehicle used here shows complex dynamic characteristics sensitive to speed variation and buoyancy, robustness in control of vertical and horizontal plane motions of the vehicle is achieved by using the sliding mode controller of which a structure varies according to a pre-designed principle, so called the variable structure control. To compare this controller with another in robustness, PID controller for the same model of vehicle is designed. From various simulations for two controllers, it is shown that the sliding mode controller is the more robust anainst to modeling errors and disturbances.
녹색기술 및 친환경 공정의 필요성이 급증함에 따라 재료이용률 향상을 지향하는 차세대 압출공정의 대두가 필요하게 됨에 따라 유압 CNC(Servo) 제어를 이용한 가변단면 압출기술을 개발하게 되었다. 이러한 가변단면 압출(Varied section extrusion, VSE)기술은 공정 중에 압출구를 빠져 나가는 소재의 단면 형상을 변화시켜 재료이용률을 향상을 도모하였으며, 후가공 공정의 생략도 가능하여 국내 압출업체의 생산원가 절감 및 글로벌 기술경쟁력 확보에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다. 아직은 소수의 선진국에서 시도한바 있으나 양산품 적용에는 생산원가 및 생산속도, 상품성 등에 문제가 있어 자동차 부품 적용에 한계를 보이고 있는 기술이다. 따라서 본 연구팀이 가변단면 압출용 금형을 포함한 최적의 압출공정 및 양산성 문제의 해결점을 거의 확보하고 있는 단계로 세계를 선도하는 리딩기술(Leading technology)을 보유하게 됨으로써 국가의 기술경쟁력 향상에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것이다. 본 연구의 내용을 요약하여 정리해 보면 첫째로는 CNC 제어 가변단면 압출공정에 대하여 자세하게 소개하고 특징 및 장 단점을 설명하였으며, 자동차 부품군에로의 적용에 많은 이점들을 갖고 있음을 설명하였다. 두 번째로는 가변단면 압출을 위한 이동 금형(Moving die)부품을 갖는 구조의 압출금형에 관하여 기존의 압출금형과 비교하여 설명하였으며, 가변단면 압출용 금형의 구조 및 메커니즘의 최적화를 이루고자 하였다. 세 번째로는 가변단면 압출공정을 실현하기 위한 CNC 제어 압출시스템에 대하여 간략히 설명하였다. 네 번째로는 자동차 부품 적용을 위한 정밀 압출공정으로서 가변단면 압출공정에 대하여 유한요소해석을 통하여 가변단면 압출공정 변수 및 금형 변수 등에 대한 엄격한 검토를 선행적으로 수행하여 양산성 확보를 위한 정보들을 분석 정리하였다. 끝으로는 세 가지 단면형태를 갖는 가변단면 압출제 시제품에 대하여 CNC 제어 가변 단면 압출공정의 상용화 가능성을 확인 적용성 검토를 완료하였다. CNC 제어 가변단면 압출기술은 압출공정에 있어서 많은 경험과 기술적 검토가 선행되어져야 하는 고부가가치 성형공정으로써 재료 이용률을 획기적으로 향상시킬 수 있는 압출공법으로 향후 자동차 부품 뿐만아니라 다양한 알루미늄 제품군에 적용이 가능하다고 판단된다.
본 논문에서는 선형증폭기에 사용되는 가변 위상제어기를 PBG 천이격자를 이용해 설계 및 제작하였다. 주파수 대역은 향후 가입자 증대에 따른 증폭기의 선형성 요구에 대응하기 위해서 5.8GHz 무선랜 주파수 대역을 사용하였다. 기존 선형증폭기에 사용되는 가변 위상제어기는 혼합 형태를 가지고 있어서 선형증폭기의 부피증가 요소가 되었다. 본 논문에서 설계된 천이격자 PBG구조는 PBG구조 중 일부의 격자길이를 조절함으로써 최대 80o의 가변위상을 얻을 수 있었다. 제작된 천이격자 PBG구조는 상용되는 증폭기 신호제거 부분에 적용되어 주신호의 제거를 측정할 수 있었다.
이 논문은 Bell형 스위칭 함수를 이용하여 가변구조제어계의 도달 기간을 제거하기 위한 새로운 방법을 제공한다. 제안된 방법에 의해 전체 과정동안 도달 기간이 제거된다. trapezoidal형 브러쉬리스 DC 모터의 효과적인 속도 제어를 위해 시변 스위칭 함수를 사용하여 속도 제어기를 구성하였다.
본 연구에서는 다입출력 불확실 선형 플랜트를 위한 포화함수에 의한 연속 슬라이딩 면 변환 가변 구조 시스템이 주어진다. 이론적으로 불연속 슬라이딩 면 변환 가변구조 시스템을 제안한다. 사전에 결정된 슬라이딩 면 위에 슬라이딩 모드의 다입출력 존재 조건과 함께 페루프 지수 안정성에 대해 검토한다. 실제 응용을 위하여 포화 함수에 의하여 불연속 가변구조 시스템의 연속 근사화를 이룬다. 실제적인 관점에서 가변 구조 시스템의 내부 특성인 제어입력의 불연속성을 많이 개선한다, 설계 예와 시뮬레이션 연구를 통하여 제안된 연속 변환 가변구조 시스템 제어기의 유용성을 입증한다.
적응 비례-적분-추정 (PIF) gain 및 가변구조 제어기를 사용하는 비선형 모델에 의한 하이브리드 제어방법 (NHC)이 개발되었다. 이 제어기는 모델의 불확실성에 대해 robust한 성질을 가지며 단일 입-출력 비선형 시스템의 추적제어 (tracking control)에 응용된다. 이 방법의 특징은 제어기가 각각 특정 역할을 수행하는 4개 부분으로 구성되는 것이다. 즉, 적응 P-I-F 및 가변구조 제어기로 구성된다. Lyapunov의 제 2방법으로 결정된 적응 PIF gain에 의한 제어성능 확보 및 모델의 불확실도를 평가하여 피이드백 함으로써 모델의 불확실성에 대해 robust한 제어기를 구성하였다. 가변구조 제어기는 PIF gain이 적절히 결정되지 않은 상태인 초기의 오차증가를 제어하기 위해 도입되었다. 새로 개발된 NHC방법을 원자로의 출력변동 제어에 응용한 결과 기존의 모델을 이용한 제어방법 (model-based controller)들에 비해 제어성능이 크게 개선되었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제29권1호
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pp.132-139
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2005
This paper describes the application of sliding mode control based on the variable structure control(VSC) concept for high-performance position control of an induction servo motor A design method based on external load parameters has been developed for the robust control of AC induction servo drive. Also, a slip frequency vector control with software current control technique has been adopted to achieve fast response of an induction motor drive The position control scheme is comprised of a variable structure controller and slip frequency vector control for inverter fed induction servo motor. Simulated results are given to verify the proposed design method by adoption of sliding mode and show robust control for a change of shaft inertia, viscous friction and torque disturbance.
본 논문에서는 슬라이딩모드 제어이득을 실시간으로 계산하여 적응시키는 적응 가변구조제어기 설계방법을 제시한다. 제시된 방법은 간단한 계산으로 슬라이딩모드제어의 조건을 만족시키도록 제이이득을 변화시키므로 채터링을 감소시키고 추적오차성능을 개선시킨다. 계산시간이 적어 실시간 제어에 적용이 쉬운 장점이 있다. 제시된 제어방법을 기존의 방법과 비교하여 설계의 예를 보였고 시뮬레이션을 통하여 제시된 방법의 유용성을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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