• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.628-635
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• 2019

본 논문에서는 일정 스위칭 주파수를 가지는 직접 토크 제어(Direct Torque Control, DTC) 기반의 매입형 영구자석 동기 전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)에서 속응성 향상을 위한 슬라이딩 모드 제어(Sliding Mode Control, SMC) 기법을 제안한다. 일정 스위칭 주파수를 가지는 DTC 기법은 비례-적분(Proportional-Integral, PI) 토크 제어기와 삼각파 비교기로 구성되어 토크 오차 상태를 일정하게 제어한다. 이는 일반적인 히스테리시스 기반의 DTC 기법에 비해 속응성이 좋지 않다. 본 논문에서는 SMC 기법을 이용하여 일정 스위칭 주파수를 가지는 DTC 기법의 속응성을 향상시키는 방법을 제안한다. 제안하는 기법의 타당성을 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1269-1274
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• 2018

전 세계적으로 드론에 대한 관심이 급증하면서, 다양한 분야에서 드론 활용에 대한 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 드론의 호버링을 실현시킴으로써 드론의 기술기반을 확립한다. Arduino Uno를 주 제어장치로 사용하였으며, 3축 자세 및 방위각 센서로 부터 얻은 데이터를 필터를 거쳐 기울어진 정도를 파악한다. 이 기울어짐을 PID 제어를 통해 보정함으로써 안정적으로 수평자세제어가 가능한 드론을 구현한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권11호
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• pp.132-142
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• 1996

This paper presents a technique to model and control a manipulator which has a flexible link and moves in a vertical plane. The flexible link is modeled as an Euler-Bernoulli Beam. Elastic deformation of the flexible link is represented using the assumed modes method. A comparison function which satisfies all geometric and natural boundary conditions of a cantilever beam with an end mass is used as an assumed mode shape. Lagrange's equation is utilized for the development of a discretized model. This paper presents a simple technique to improve the correctness of the developed model. The final model including the shortening effect due to elastic deformation correlates very well with experimental results. The free body motion simulation shows that two assumed modes for the representation of the elastic deformation is proper in terms of the model size and correctness. A control algorithm is developed using PID control technique. The proportional, integral and derivative control gains are determined based on dominant pole placement method with a rigid one-link manipulator. A position control simulation shows that the control algorithm can be used to control the position and residual oscillation of the flexible one-link manipulator effectively.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권11호
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• pp.34-41
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• 1997

This paper presents a technique to control a very flexible robot moving in a vertical plane. The flexible robot is modeled as an Euler-Bernoulli beam. Elastic deformation is approximated using the assmed modes method. A comparison function which satisfies all geometric and natural boundary conditions of a cantilever beam with an end mass is used as an assumed mode shape. Lagrange's equation is utilized for the development of a discretized model. A control algorithm is developed using a simple PID cnotrol tech- nique. The proportional, integral and deivative control gains are determined based on the dominant pole placement method and tuned to show no overshoot and no steady state error, and short settling time. The effectiveness of the developed control scheme is showed in the hub angular diaplacement control experiment. Three different end masses are uned in the experiment. The experimental results show that developed control algorithm is very effective showing little overshoot, no steady state error, and less than 2.5 second settl- ing time in case of having an end mass which is equivalent to 45% of the manipulator mass. Also the experimental results show that the residual vibration fo the end point is effectively controlled.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.38-52
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• 1991

자유표면하에서 움직이는 임의의 형상의 3차원 물체로 인한 비선형 유체력을 준 Lagrangian 방법을 사용하여 해석하였다. 경계치 문제는 경계 적분 방법(Boundary Integral Method)을 이용하여 해결하였으며, 물체와 자유 표면의 형상은 곡면 Panel로 표현하였다. 이들 표면은 hi-cubic B-spline 방법을 사용하여 유한개의 작은 표면 요소로 나뉘어지게 되며, 또한 \phi와 (equation omitted) 표면 요소상에서 bi-linear하다고 가정한다. 특이점에 의한 유기 포텐시얼의 계산시 1/R에 비례하는 부분은 제거하고 해석적으로 처리하였다. 물체로부터 멀리 떨어진 곳에서의 유체 유통은 좌표계의 원점에 위치한 Dipole로 표현하였으며, Time Stepping시 Runge-Kutta의 4차 방법을 사용하였다. 3차원인 경우에 대한 적분 방정식과 포텐시얼의 시간 미분간에 대한 경계 조건이 유도되었으며, 이러한 식들을 사용하여 자유표면의 형상과 물체의 운동을 동시에 계산하였다. 대진폭을 가지고 규칙적으로 진동하는 물체에 작용하는 힘과 이때의 자유 표면 형상을 계산하고 기 발표된 자료와 비교하여 보았으며, 자유표면 근처에서 운동하는 물체에 작용하는 비선형 효과를 관찰하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.125-135
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• 1993

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.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.802-808
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• 2019

직류전동기는 속도제어가 간단하고, 출력 토크특성이 우수한 장점으로 윈치나 카고 펌프 모터 등으로 선박에서 많이 사용되었으며, 전기추진선박이 도입된 초기에는 선박용 추진전동기로도 적용되었다. 하지만 브러시와 정류기와 같은 기계적 정류장치의 단점으로 인해 최근에는 직류전동기와 전기적인 특성은 매우 유사하지만 기계적인 정류장치를 설치하지 않고 반도체 소자를 이용한 전자적인 정류장치를 사용하는 브러시리스 직류전동기의 사용이 증가하고 있다. 기존의 브러시리스 직류전동기를 구동하기 위한 인버터 시스템은 2상여자방식을 사용하므로 역기전력파형이 사다리꼴모양으로 되며, 이로인해 전류가 흐르는 권선이 바뀌는 상전류 전환 구간에서 고조파와 토크리플이 발생하게 된다. 이러한 고조파와 토크리플을 저감하기 위한 다양한 방안이 연구되어 발표되었으며, 본 연구에서는 전력분석프로그램을 이용하여 브러시리스 직류전동기의 구동회로에 비례적분 속도전류제어기 알고리즘을 구현한 Cascaded H-Bridge 멀티레벨 인버터를 적용하였다. 모델링한 브러시리스 직류전동기의 시뮬레이션을 통해 제안하는 전동기의 구동방식을 적용하는 경우에 기존의 구동방식에 비해 전동기 입력측 전압파형 개선과 고조파 및 토크리플이 현저히 저감되는 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.105-114
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• 2007

최근 다양한 목적의 대공간 사용이 보편화되고 있다. 이들 공간에 대한 다목적요구로 인해 최근 건립되는 대형 스포츠시설들은 스포츠뿐만 아니라 공연과 같은 다양한 이벤트를 수용하도록 요구받고 있다. 다양한 이벤트 상태의 제공을 위해서 건물의 일부를 부분적으로 개폐하는 방식의 사용이 빈번해지고 있으며 이와 같은 부분적 개폐는 자유음장과 확산음장의음향적 연결을 초래하여 음향설계단계에서 어려움을 초래할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 1/10 축소모형을 이용하여 확산음장과 자유음장의 음향적 연결에 따른 음장의 음향특성을 측정 분석하였다. 연구결과, 저중주파수 대역에서의 잔향시간은 개구율이 증가함에 따라 고주파수 대역에서보다 빠른 감쇠를 나타내었다. 또한 EDT는 모든 주파수대역에서 개구율 증가에 선형적으로 비례하여 감쇠하는 것으로 나타났다. 명료도는 개구율이 12.5%에 이르기까지 거의 영향을 받지 않으며 그 이후에는 선형적으로 비례하여 증가하였다. 에너지 감쇠패턴의 분석결과, 이중 및 삼중의 감쇠패턴이 나타나고 있으며, Schroeder 적분에 의한 잔향시간의 산출은 부적절한 것으로 판단된다. 따라서 부분적 개방형 공간의 잔향예측에 있어서 EDT가 보다 적절한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.583-590
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• 2016

본 논문은 강형식 기반의 MLS 차분법에 Rayleigh 감쇠효과를 적용한 동적균열진전 해석기법을 제시한다. Rayleigh 감쇠 효과가 반영된 동적 평형방정식과 구성방정식을 도출하고, MLS 미분근사식을 이용하여 지배방정식들을 이산화하였다. 평형방정식뿐만 아니라 구성방정식에서도 감쇠효과를 적절하게 고려하여 기존의 무요소 강정식화 기법에서 고려하지 못했던 비례감쇠 알고리즘을 구현하였다. 시간관련 항을 포함한 동적 평형방정식은 중앙차분법(central difference method)을 이용하여 시간적분 하였고, 속도에 대한 차분식을 lagging시켜 이산화 방정식을 간소화시켰다. 균열의 기하학적 특성은 표면력 '0'인 자연경계 조건을 균열면에 놓인 절점들에 부과하여 묘사하였으며, 균열성장으로 인해 해석단계마다 변하는 절점의 생성 및 이동 효과를 계방정식 구성에 반영하였다. 단일균열과 다중균열을 갖는 수치예제를 통해서 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였으며, 비례감쇠 효과의 고려가 동적균열진전 해석결과에 미치는 영향을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.673-679
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• 2015

본 연구는 비지배 분류 유전알고리즘(NSGA-II)을 이용하여 흐트러진 쿼드콥터의 자세를 빠르게 회복 할 수 있는 최적화된 PID(Proportional-Integral-Derivative) 이득 값을 얻고자 하였다. PID 제어에 앞서 로터가 4 개로 이루어진 쿼드콥터의 간격을 전산유체해석을 통해 정의하였으며, 정의된 쿼드콥터 모델을 통하여 PID 제어 알고리즘을 생성하였다. 반응표면 모델을 생성하기 위해 실험계획법의 하나인 D-최적계획법 이용하여 실험점을 배치 시킨 후 반응표면모델을 생성하였다. Roll 과 Altitude 의 두 값을 동시에 만족할 수 있는 PID 의 이득 값을 NSGA-II 를 통해 쿼드콥터의 최단 시간의 자세제어를 할 수 있는 최적의 이득 값을 얻을 수 있었다.