본 논문은 산업용 로보트의 PWM 디지탈 서어보 제어기와 실시간 궤적계획 알고리즘 및 궤적추적알고리즘의 설계에 관한 것이다. 구체적으로 산업용 로보트의 제어가 계급적 구조의 분산 제어 시스템으로 실현되었으며, 부속 Hardware 및 Software가 설계 제작되었고, 사용자의 편의를 도모하기 위한 모니터프로그램이 개발되었다. 실제로 이 서어보 제어기와 제어 알고리즘을 이용하여 R-Φ 평면상에서 연속경로 제어가 가능함을 실험적으로 알 수 있다.
안전하고 효율적인 원자력 발전소의 운전은 디지탈 기술을 이용한 발전소 자동화로 이루어질 수 있다는 인식과 함께 이같은 발전소 자동화는 차세대 원자력 발전소의 중요한 목표중의 하나가 되고 있다. 전체적인 발전소 수준의 자동화를 위해서는 일차적으로 각 주요 시스템에 대한 디지털화가 요구되며 본 논문에서는 증기발생기의 수위조절 시스템에 대해 연구하였다. 이를 위해 증기발생기의 열수력학적 모델을 이용하여 증기발생기에 작용하는 여러가지 입력과 수위와의 관계를 전달함수로 표시하였으며 이를 이용하여 기존의 발전소에서 사용되고 있는 3 요소 제어시스템을 검토하였다. 본 논문에서의 제어구성은 증기발생기 그 자체를 시스템내에 플랜트로서 포함시킨 것이기 때문에 전체적인 시스템 차수가 증가하며 디지탈 과정중 수치적 불안정이 야기된다. 이러한 문제와 아울러 저출력에서는 궤환신호로 작용하는 급수유량의 신뢰도가 작음을 고려하여 2 요소 제어시스템 및 그에 따른 디지탈 제어기에 대해 연구하였다. 이 시스템의 디지탈 비례적분제어기는 그 이득 및 적분시간상수가 초기출력에 따라 변하며 전체적인 시스템의 응답특성이 안정성 및 기타 제어 특성을 동시에 만족시키도록 하고 있다. 이러한 제어기를 사용한 2 요소 제어시스템은 초기출력에만 의존하므로 정의하기가 간단하며 또 이러한 시스템의 수위응답은 그에 대응하는 아날로그 시스템의 결과와 비슷함을 보이고 있다.
고속 데이타를 전송하기 위하여 높은 스펙트럼 효율의 QAM 변조기를 설계하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 대표적인 16-QAM 변조기를 직접 디지탈 주파수 합성기(DDFS)를 응용하여 설계하였다. 직접 디지탈 주파수 합성기는 외부 주파수 설정에 의해 디지탈 방식으로 원하는 주파수의 정현파를 출력한다. 발생되는 위상 증가 값을 제어하여 정확한 위상변조를 할 수 있으며, 진폭 성분의 변화는 D/A 컨버터의 출력에서 발생하는 진폭을 변화시켜 진폭 변조하여, 전체적인 QAM 변조기를 설계한다. glitch와 같은 고조파 성분의 억제를 위하여 DDFS를 이중구조 형태로 설계하여 개선된 출력파형을 확인하였다. 회로 설계는 P-SPICE를 사용하였다. 아날로그 디지탈 혼합모드로 시뮬레이션하여 16-QAM 변조 파형을 확인하였고, 출력 데이터의 성상도를 출력하여 설계되어진 결과를 확인하였다.
본 고에서는 1995년 말 상기 연구 과제에서 개발될 새로운 디지탈 분산 제어기를 실제 발전소와 가장 비슷한 환경에서 모의 실험을 할 수 있도록 해주는 실시간에 동작하는 화력발전소 시뮬레이터를 개발한 예에 대하여 설명하고자 한다. 먼저 2절에서는 본 시뮬레이터의 전체 구조를 간략하게 도시하고, 3절에서는 본 시뮬레이터가 모사하고자 하는 화력발전소의 수학적 모델에 대하여 간략하게 서술하며, 4절에서는 본 시뮬레이터의 상세한 구조를, 5절에서는 PC로 구성된 간이 디지탈 제어기와 결합된 모의 실험 결과를 각각 설명한다.
This study deals with controlling the speed of Hydrostatic Transmission (HST) system throuth the control of pumping stroke of positive displacement pump using high-speed solenoid valve controlled by digital closed loop PWM method. The method which was done in this study is as follows: First, we modified original positive displacement pump and designed pumping stroke control system of HST by using the high-speed solenoid valve. Second, after experimenting static and dynamic characteristics on each signal flow, we identified system parameter of approximated model. Finally, to control the speed of HST, we controlled the angle of the swash plate of positive displacement pump by controlling the pressure in the control cylinder chamber. Test which was carried out in the laboratory shows that transient and steady state response could be improved by PID controller.
증기발생기의 급수 및 수위조절 시스템과 관련하여 전체 시스템을 급수 서보시스템과 궤환제어기로 나누어 설계하였다. 급수 시스템의 설계에는 최적제어이론을 사용하였으며 시스템의 강인성을 위하여 다시 LTR 기법을 이용하였다. 중기발생기의 제어특성은 열수력학적인 이유에 의하여 출력에 따라 계속적으로 변하게 되므로 궤환제어기가 이러한 변화를 동적으로 반영할 수 있도록 하였다. 모든 설계는 연속시스템에서 이루어졌으며 적절한 샘플링 주기를 선정하여 디지탈화 하였다. 이같은 시스템을 이용하여 출력증가 및 감소의 두 가지에 대해 검토한 결과, 출력의 증가시에는 제어상수를 고정시키는 것이 바람직하나 출력의 감소시에는 시스템의 안정을 위하여 제어상수가 출력에 따라 동적으로 변화해야함을 알 수 있었다.
This study presents the methodology for the hierachical construction of digital control system which can be of practical value to a wide application of sequence control. Optimization of digital control system, programming of the system by micropascal, and simulation of a model program under test are discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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