본 논문에서 우리는 비선형 시스템에 대한 다이나믹 스무스 상태 궤환 안정화기를 설계한다. 이 시스템은 우반평면에 고유값이 존재함으로 제어불가능 모드를 가질 수 있다. 이 시스템을 지수적으로 안정화하기 위해서 우리는 추가 다이나믹스를 고려한 다이나믹 제어기를 제안한다. 추가 다이나믹스의 설계 후에 다이나믹 차수 보정법과 역진기법을 이용하여 안정화기와 미분 가능, positive definite, proper인 리아푸노프 함수를 설계한다. 설계된 제어기의 수렴성은 차수 지표자라는 새로운 개념의 도입으로 증명될 것이다.
This paper proposes the novel V/f control method to improve the stability of a V/f controlled induction motor drive system. The conventional V/f control method used in the proposed V/f control method is a vector-based method that is slightly different from the existing conventional V/f control method. The proposed control method uses a dynamic current compensator to improve the stability of a V/f controlled induction motor drive system. This proposed method is easy to implement and completely eliminates the motor oscillation phenomenon causing the instability of a V/f controlled induction motor drive system, especially when the system is driven near the resonant frequency in steady-state with light load. Additionally, this paper analyzes theoretically the instability of a V/f controlled induction motor drive system and shows the validity of the Proposed V/f control method through simulation and experimental results.
본 논문에서는 불확실성을 가지는 비선형 시스템에 대한 강인 유한 시간 안정화 문제를 고려한다. 불확실성은 시변 외란 혹은 이미 알고 있는 옹골 집합에 포함된 파라미터들이다. 제안된 설계기법은 역진기법(backstepping)과 추가된 다이나믹스를 이용한 다이나믹 지수 보정법(dynamic exponent scaling)에 기반을 두고 있으며, 이로부터 다이나믹 스무스 궤환 제어기(dynamic smooth feedback controller)가 유도된다. 페루프 시스템의 유한 시간 안정과 제어기의 유한함은 각각 유한 시간 안정에 관한 리아푸노프 안정 이론과 새로운 개념인 '차수 지표자(degree indicator)'를 이용하여 증명된다.
이 논문에서는 제어 가능한 선형시스템에 대한 다이나믹 터미널 슬라이딩 모드 제어기를 설계하고자 한다. 제안된 터미널 슬라이딩 모드구조와 제어기는 추가된 다이나믹스의 스캐일링을 통해 설계되며, 추가된 다이나믹스는 모든 상태변수들이 원점에 도달한 후에야 원점에 도달하므로 특이점을 가지지 않게 된다. 그리고 전체시스템의 유한시간 안정화는 유한시간 안정에 관한 리아프노프 함수를 이용하여 증명할 수 있다.
레이저 유도 초음파 시스템은 놀은 공간분해능으로 스캐닝 하면서 광대역 범위에서 검사를 할 수 있는 비접촉식 검사 장치이다. 유도되는 초음파 신호의 크기는 펄스레이저의 출력에 의해서도 변화하지만, 연속발진 레이저빔이 위치하는 표면 상태에 따라서도 측정되는 초음파 세기는 크게 변화한다. 본 논문에서는 안정된 레이저 유도 초음파 시스템을 구성하기 위하여 펄스 레이저빔의 출력을 측정하여 초음파 발생 오차를 보정하였으며, 대상체 표면의 상태에 따라 크게 변화하는 측정용 레이저 간섭계의 측정 이득 변화를 매순간 측정하여 측정 오차를 보정하였다. 본 논문에서는 대상체 표면을 스캐닝 할 수 있도록 다이나믹 안정기가 부착된 레이저 유도 초음파 시스템을 개발하였다. 개발한 레이저 초음파 시스템은 스캐닝 과정에서 간섭계의 이득이 최대가 되는 순간을 적응적으로 포착하여 초음파를 발생시키고, 유도된 초음파 신호를 고속으로 샘플링 한 후에 실시간으로 신호처리를 한다. 본 논문에서는 안정적인 레이저 유도 초음파 시스템을 구성하기 위한 전체 시스템의 하드웨어 구성 방법과 제어 알고리듬에 대하여 기술한다. 또한 본 논문에서 제안한 발생오차 보정방법과 측정오차 보정 방법이 시스템의 성능 향상에 유효함을 실험을 통하여 확인하였다.
본 논문은 미지의 마찰력을 갖는 로봇 매니퓰레이터에 대하여 퍼지시스템을 이용한 적응보상기를 제안한다. 일반적인 로봇제어이론에서는 대부분 마찰력을 무시하거나 단순히 다이나믹 마찰력만을 고려한다. 본 논문에서는 다이나믹 마찰력뿐만 아니라 비스코스 마찰력까지도 고려한 제어방식이다. 마찰력이 관절마다 결부되지 않는다는 성질을 이용하여 각 관절에 해당하는 마찰력을 SISO 퍼지시스템으로 근사하며 전체제어시스템이 안정도를 Lyapunov 안정도 이론을 이용하여 증명하고 적절한 적응법칙을 설계한다. 제안된 제어방식의 타당성을 보이기 위해 2-링크 로봇 매니퓰레이터에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 보이고 각 링크에 대한 마찰력을 퍼지시스템이 잘 근사한다는 것을 보인다.
In this Part II study, rotordynamic stability analyses were carried out to confirm improvements to the stability of a process high-speed lightweight centrifugal compressor, depending on the effects of tilting pad journal bearing designs. The bearing design variables considered were the clearances, LBPs, LOPs, and preloads. The results showed that the rotordynamic stability of the subject compressor rotor-bearing system improves exactly in accordance with the effects of the bearing design variables, which were determined in the preceding Part I study, owing to reduced bearing stiffnesses. Specifically, it was confirmed that the stability of the rotor system can be greatly improved by increasing both the machined and assembled bearing clearances, but there were no stability improvements by simply changing from an LBP to an LOP design. In addition, it was confirmed that for given fixed machined bearing clearances, the stability can be additionally improved by decreasing the preloads, i.e., by increasing the assembled clearances. In conclusion, it may be necessary to improve the designs of the original tilting pad bearings to obtain a sufficient margin of rotordynamic stability against a possible aerodynamic cross-coupled stiffness in a process high-speed centrifugal compressor. Thus, increasing the machined and assembled bearing clearances and decreasing the preload could be effective solutions.
Part I of this study analyzed the effects of tilting pad bearing designs to reduce the stiffness of the bearings used in a process high-speed lightweight centrifugal compressor intended for a domestic refinery use. This was done in an attempt to enhance the robustness of its rotordynamic stability against possible aerodynamic cross-coupled stiffness. The bearing design variables reviewed were the clearances, LBPs, LOPs, and preloads. The results showed that there was practically no difference between the LBP and LOP designs in terms of the bearing stiffness, because the compressor rotor was lightweight and the bearings had relatively high preloads. Increasing both the machined and assembled clearances in bearing designs has resulted in the bearing stiffness being greatly reduced. In addition, it has been confirmed that an additional reduction in the bearing stiffness can be obtained for given fixed machined clearances by decreasing the preloads, i.e., by increasing the assembled clearances.
본 논문에서는 전동기의 경부하진동으로부터 자유로운 새로운 범용인버터를 제안된다. 제안된 범용인버터의 V/f 제어 기법은 벡터방식에 근거하며 전통적인 V/f 제어 기법과는 약간 다른 방식의 제어 기법이다. 제안된 범용인버터의 V/f 제어 기법은 V/f 제어 유도전동기 드라이브 시스템의 안정도를 향상시키기 위하여 다이나믹 전류보상기를 이용한다. 제안된 시스템이 이론적으로 설명되며 그 성능은 실험결과를 통하여 보인다.
본 연구는 교각운동시 불안정한 지지면과 안정적인 지지면을 제공하여 체간 및 하지의 근 활성도의 변화를 알아보고자 하였다. 이 연구의 대상자는 20대 남, 여 14명이었다. 실험방법은 일반적 교각자세와 다이나믹 에어쿠션을 이용한 교각자세를 실시한 후에 무선 8채널 표면근전도 검사기를 이용하여 체간부의 척추기립근, 복직근, 대퇴의 대퇴직근, 외측 슬괵근, 하퇴부의 전경골근, 비복근 외측두에서 근활성 정도를 측정하였다. 체간부의 척추 기립근, 대퇴이두근, 가자미근은 불안정한 지지면에서 근활성도가 높게 나타났다(p<.05). 따라서, 교각운동에서 불안정한 지지면의 제공은 신체의 배측에 위치한 근육의 활성화를 나타내어, 교각운동시 지지면의 안정성의 변화만으로도근육활성도의 변화가 가능함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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