돌극형 동기 릴럭턴스 전동기의 고속회전 영역에서, 철손의 영향은 무시할 수 없게 된다. 본 논문에서는 돌 극형 동기 릴럭턴스 전동기에 대하여 고정자 철손이 고정자 내의 둥가 와전류에 의해서 발생한다는 가정 하에서, 둥가 인덕턴스에 직렬로 등가 철손저항이 삽입된 모델을 이용하여 철손을 고려한 전압방정식을 유도하였다. 또, 동작 주파수의 증가에 따른 철손의 변동은 벡터제어계의 제어성능을 악화시키고,d 축과 q 축의 쇄교자속에 서로 간섭하여 벡터제어의 적용을 어렵게 한다. 따라서, d 축과 q 축을 비간섭화 하여 철손저항의 영향을 제거해서 비간섭 토크제어가 가능한 벡터제어법올 제안하였으며, 시뮬레이션올 통하여 이를 확인하였다.
다중 구동기로 이루어진 실시간 분산제어시스템으로 전기자동차, 다중 로봇시스템 등을 들 수 있다. 이러한 시스템들에는 여러 개의 프로세서가 필수적으로 요구된다. 시스템 구성요소별로 프로세서를 내장한 제어 기기에는 모듈화, 소형화, 저전력화 및 상호운용가능성과 내고장성이 요구되며, 이를 위해서 제어시스템이 네트워크기반 실시간 분산제어시스템의 형태로 구현될 필요가 있다. 네트워크기반 실시간 분산제어시스템 구현 시 각 구동부간 동기화 문제에 의해 고속, 고정밀 및 고신뢰성을 갖는 것이 어렵다. 동기화 문제의 원인으로는 부하변동, 구동부간 동특성 불일치 및 구동부 제어기기간의 통신에 따른 시간지연을 들 수 있다. 본 연구에서는 연결 부하가 서로 다른 경우와 연결부하 뿐만 아니라 구동 모터의 동역학적 특성도 다른 경우의 단일 링크 머니퓰레이터에 대하여 외란관측기와 칼만 필터를 이용한 동기화 제어법과 목표치와 실측치 및 실측치들 사이의 에러 벡터의 노름에 대한 스칼라 함수를 정의하고 이 함수의 기울기 벡터를 최소화시키는 목표궤적을 이용한 동기화제어법을 제시하고 실험을 통하여 그 유용성을 확인한다.
본 논문은 단상 영구자석 동기전동기의 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법을 제안한다. 단상 영구자석 동기전동기는 전자기적 특성상 고정자 전류와 역기전력의 위상차에 따른 부토크 및 영토크가 발생하며 센서리스 운전 시 낮은 고정자 저항과 인덕턴스로 인해 과전류 제한이 필요하다. 이러한 조건하에서 전류제어를 위해 3상 교류 전동기에 사용되는 벡터 제어를 이용할 경우, 좌표변환, 역좌표변환 및 가상의 dq축 성분을 생성하는 과정이 필요하다. 하지만, 단상 영구자석 동기전동기의 자기적 특성을 고려하여 제안한 속도 가변형 비례공진 전류제어 기법은 3상 교류 전동기에 사용되는 좌표변환 과정이 필요하지 않다. 본 논문에서는 가변 비례공진 전류제어 기법을 이용하여 안정적인 기동 성능을 확인하며 일정 속도 도달 시 위치 센서 없이 단상 영구자석 동기전동기의 수학적 모델 기반 센서리스 제어로 제안한 전류제어 기법의 효용성을 다수의 실험을 통해 검증하였다.
영구자석 동기 전동기는 출력 밀도가 높고 효율이 높다는 장점 때문에 적용 범위가 넓어지고 있다. 자동차나 로봇과 같은 고전력밀도, 고성능 전동기 구동 시스템뿐만 아니라 세탁기, 에어컨, 냉장고와 같은 비용 절감이 매우 중요한 시스템에도 영구자석 동기 전동기가 사용되고 있다. 비용 절감을 위해 회전자 위치 센서를 제거하는 센서리스 제어가 필요한데, 일반적으로 센서리스 제어는 전동기를 기동하는 조건에서는 사용하기 어렵다. 따라서 초기 기동에서는 전류 벡터를 임의의 속도로 회전시키는 I-F 속도 제어를 사용하고, 특정 속도 이상이 되면 센서리스 속도 제어로 절환해야 한다. I-F 속도 제어와 센서리스 속도 제어에서의 속도 제어 성능도 중요하지만 두 제어 기법이 절환되는 과도 상태에서도 속도 제어 성능을 유지해야 한다. 본 논문에서는 영구자석 동기 전동기의 센서리스 속도 제어를 위해 I-F 속도 제어에서 센서리스 속도 제어로의 절환 기법을 제안한다. 제안된 기법의 성능을 확인하기 위해 세탁기 구동 시스템에서 실험을 수행하였다.
멀티미디어 정보를 상호 교환하고, 작성자가 의도한 대로 프리젠테이션하기 위해 서는 정보의 상호 교환 포멧과 미디어들간의 동기화가 필요하며, 사용자와의 빈번한 상호 동작을 통해 프리젠테이션해야 하는 멀티미디어 응용을 지원하기 위해 서는 이를 지원할 수 있는 기법이 필수적으로 제공되어야 한다. 이를 위해서 본 논 문에서는 국제표준으로 정의된 기능을 수행할 수 있도록 개발된 MHEG엔진에서 조건적, 시간 및 공간적 동기화의 제어와 그리고 멀티미디어 정보를 프티젠테이션하는데 필요한 미디어 데이타들을 결합하여 동기화된 프리젠테이션을 수행할 수 있고, 프리젠테이션 도중에 사용자의 입력을 받아 들여 사용자와 MHEG엔진과의 대화형 처리를 가능하도록 개선된 MHEG엔진에서의 멀티미디어 정보 동기 제어기 및 제어 방법을 제시하였다.
계통연계 풍력발전시스템의 특성을 고찰하기 위해서는 블레이드, wind turbine, 정류기, 인버터 등의 풍력발전시스템의 각 구성요소의 모델링과 적절한 제어 알고리즘에 대한 모의가 요구된다. 본 연구에서는 동기발전기를 풍력발전기로 사용하고 있는 계통연계형 풍력발전시스템의 출력 및 동특성을 모의하기 위한 전류제어형 전압원인버터의 PSCAD/EMTDC 모듈을 제시한다. 풍속의 가변특성에 의해 동기발전기에 들어오는 입력은 변하게 되고, 동기발전기가 동기주파수를 유지할 수 있도록 인버터에서는 이러한 입력과 동일한 출력을 낼 수 있어야 하며, 동시에 계통에서 허용하는 일정 전압과 계통주파수와 동일한 주파수를 갖는 출력을 공급해야 한다. 본 논문에서는 이를 위해 동기발전기의 주파수를 제어하는 전류제어형 전압원인버터 모듈을 소개한다. 모의를 통해 결과를 검증한다.
NG-SDH 시스템은 광케이블 통하여 연결된 네트워크이다. 네트워크 동기제어기는 광전송시스템에서 데이터 동기에서 필수적이다. 본 논문에서 SOPC(system on a programmable chip) 설계 기술을 활용하여 네트워크 동기제어기를 설계한다. 설계를 위해 Altera사의 FPGA를 활용하고, FPGA안에는 32Bit CPU, DPRAM(dual port ram), 디지털 입출력포트, 송신 및 수신 프레이머, 위상차 검출기 등이 포함되어있다. 설계된 네트워크 동기제어기는 ITU-T G. 813에서 권고하는 동기기준(일시적인 응답에서의 MTIE, 원더 특성시 MTIE 및 TDEV, Holdover시 MTIE)을 만족함을 확인할 수 있다.
비동기 순차 회로를 위한 교정 제어기는 회로를 재설계하지 않고도 회로 내에 존재하는 여러 고장을 탐지하고 극복하는 능력을 보인다. 이번 논문에서는 교정 제어기의 크기를 줄이기 위한 방법으로서 정적 교정 제어기(static corrective controller)를 제안한다. 동적 제어기에 비해 정적 제어기는 제어기 상태가 필요 없으므로 조합 회로(combinational circuit)만으로 구현 가능하다. 본 논문에서는 상태 천이 고장에 대한 정적 내고장성 교정 제어기가 존재할 조건과 설계 과정을 규명한다. 또한 제안된 제어 기법을 FPGA로 구현된 SEU 오류 카운터에 적용하여 그 효용성을 실험적으로 검증한다.
본 논문은 매입형 영구자석 동기 전동기(IPMSM)의 고속출력 구동을 위한 제어 특성 해석을 시뮬레이션을 통해 나타낸다. IPMSM의 d축,q축 인덕턴스인 Ld, Lq 선형모델과 비선형 모델의 선형 제어와 비선형제어를 실험과 시뮬레이션에 의하여 비교 분석 하였다. 본 논문은 IPMSM에 최적화된 제어 시스템 구연에 있어서 기초 자료가 될 것이다.
장거리 이송이 가능한 선형동기 전동기 구조를 제안하고, 수학적 모델링을 하였으며, PI제어기를 포함하는 제어알고리즘을 제안하여, 실험으로 그 결과를 확인하였다. 추진제어기의 출력은 Park's, Clake's Transformation을 이용하여 코일을 구동하는 전류 명령을 발생시켰으며 개별 코일을 독립적으로 구동하는 아날로그 전류제어기를 OP-Amp로 구현하였다. 실험결과는 속도 오차는 4 ~ 10% 이하의 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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