• 제목/요약/키워드: 비례형 제어

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듀얼 서보모터 구동형 프레스 시스템의 동기화 제어기법 연구 (A Study on Synchronization Control Technique of Dual-Servo Press System)

  • 나상건;권오신;강재훈;허훈
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.206-215
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    • 2013
  • In this paper, a synchronization control technique of dual-servo motor driven press system is proposed. An independent cascade PID control technique has been applied to the conventional press system for advancement of control stability. However, it is not easy to reduce synchronous error using the independent cascade PID control technique when some different load disturbances are involved in each motor. The eccentric error of the slide caused by the problem degrade the control performance of the BDC(Bottom Dead Center). In order to achieve reduction of the synchronous error between two servo motors and accurate position control simultaneously, a new control scheme comprised with cascade PID control loop and cross-coupling loop is proposed. In simulation using Matlab SIMULINK, the AC servo system is designed. The control performance of proposed technique is compared with conventional control technique to the model of AC servo system. Also, the sub-scale model of dual-servo motor driven press system which can replicate the slide motion is constructed for experimental verification for the performance of the proposed control technique. The cross-coupling control technique reveals more precise and stable performances in the position and synchronization controls.

비선형 PID 제어기를 이용한 선박용 가스터빈 엔진의 속도 제어 (Speed Control of Marine Gas Turbine Engine using Nonlinear PID Controller)

  • 이윤형;소명옥
    • 한국항해항만학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.457-463
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    • 2015
  • 가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.

이중 속도 제어 구조에 의한 서보 제어기의 비선형 마찰 토크 보상 (A Nonlinear Friction Torque Compensation of Servo System with Double Speed Controller)

  • 이동희;최철;김철우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.612-619
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    • 2004
  • 회전형 전동기와 볼스크류 및 타이밍 벨트를 이용한 서보 시스템은 NC, 가공기, 로봇 및 공장 자동화를 포함하여 산업 시스템 전반에 널리 사용되고 있다. 하지만, 동력의 전달에서 발생하는 비선형적인 마찰 및 댐핑현상은 제어 시스템 전체의 성능을 감소시키고, 특히 저속 정역 운전에서 그 영향이 크게 나타난다. 본 논문에서는 서보 제어시스템에서 발생하는 비선형적인 마찰 토크의 보상을 위해 가중치를 가지는 이중 제어 구조를 적용하였다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조는 서보 제어 시스템에서 널리 사용되는 PI 속도 제어기 내부에 비선형적인 마찰 토크의 영향을 보상하는 내부 제어기를 가지는 구조이다. 특히, 내부의 제어기는 마찰 토크에 의한 시스템의 속도오차에 대하여 가중치를 가지는 구조로 설계되어 있고, 제어기의 이득은 외부 속도 제어기의 이득에 대하여 비례적으로 적용되므로, 안정성이 매우 높고 구조가 매우 간단하다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조에 의한 비선형 마찰 토크 보상 방식은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 성능을 검증한다.

유량제어용 서보밸브와 비례방향밸브의 압력신호를 이용한 정적 성능 진단에 관한 연구 (Static Performance Diagnosis Based on Pressure Signal for a Flow Control Servovalve or Proportional Direction Valve)

  • 김성동;전세형;김인동;함영복
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제9권4호
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    • pp.32-41
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    • 2012
  • Most diagnosis methods for servo valves requires installing spool displacement sensor or flow sensor as well as pressure sensor. The measurement of flow is hard to implement and many kinds of servovalves or proportional direction valves do not have a built-in spool displacement sensor. In this study, static performances of servovalve or proportional-direction-valve are studied theoretically and a diagnosis technique, which uses only load pressure and input current signal, is assessed. An experimental setup was made based upon a personal computer and the LabVIEW graphical language. A series of diagnosis tests were performed and the analysis results showed it possible to measure the pressure gain, hysteresis and null bias in a relatively simple methodology.

퍼지 제어기를 이용한 전기 이륜차의 속도 제어 (Speed Control for Electric Motorcycle Using Fuzzy Controller)

  • 반동훈;박종오;임영도
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.361-366
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    • 2012
  • 본 논문은 퍼지 제어기를 이용하여 전기 이륜차의 속도를 제어한다. 전기 이륜차는 스로틀에 대하여 빠른 응답성과, 정속주행 시 안정성이 요구 된다. 그러나 현재 양산중인 전기 이륜차는 1.5KW(50cc)급으로 탑승자 및 수화물 중량, 도로 상태(비포장 길, 아스팔트 길) 및 바람의 저항 등 부하 변동에 따라 속도 변화가 매우 크므로 정속 주행이 어려우며, 오르막길과 내리막길의 경사도에 따라 급격한 속도 변화가 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 속도의 오차와 오차의 변화량을 퍼지 제어기의 입력 값으로 사용하고, 모터의 Q축 제어 량을 퍼지 제어기의 출력 값으로 설정 하여 퍼지 제어기를 구성하였다. 모터의 D축 제어 량은 Q축 제어 량에 비례적으로 설정하여 매입형 영구 자석 동기 전동기(Interior Permanent Magnet synchronous Motor, IPMSM)를 장착한 전기 이륜차를 구동하였다. 본 논문에 적용된 제어 대상은 1.5KW급 전기이륜차로서 모터의 속도 제어를 위하여 제안된 알고리즘을 이용한 퍼지 제어기를 사용 하였으며, 매입형 영구 자석 동기전동기의 토크 제어를 위하여 D, Q축 전류 제어기를 사용 하였다. 제안된 알고리즘을 이용한 퍼지 제어기는 설정된 속도를 잘 추종하였다.

Core-A 플랫폼을 이용한 동기형 전력 제어 임베디드 시스템 (Synchronized Power Control Embedded System Based on Core-A Platform)

  • 이우경;문대철;박인학
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.809-812
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    • 2013
  • 본 논문은 마스터로 동작하는 32 비트 RISC 프로세서와 디지털 신호로 전력을 제어할 수 있는 다수의 슬레이브가 동기 되어 동작하는 전력 제어 임베디드 시스템을 구현한다. Core-A 플랫폼은 (주)다이나릿 시스템이 제공하는 Core-A 프로세서, AMBA 버스, SSRAM, AC97, DMA, UART, GPIO모듈 등으로 구성된다. 슬레이브는 4 비트의 디지털 데이터의 값에 비례하여 220V 전력을 제어할 수 있는 아날로그 회로와 마스터가 보내는 신호에 동기 되어 다양한 전력제어 패턴을 생성하는 제어 시스템을 설계 하였다. Core-A 플랫폼이 라이브러리로 구축된 (주)시스템센트로이드의 Flowrian2를 사용하여 소프트웨어를 크로스 컴파일하고 하드웨어 회로를 시뮬레이션으로 검증하였다. 임베디드 시스템은 FPGA 검증 보드와 CPLD 칩에 구현되었고 전력제어 아날로그 보드를 제작하여 구현하였다.

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경계층이 자동으로 조정되는 슬라이딩 모우드 제어기의 설계 (Design of a Sliding Mode controller with Self-tuning Boundary Layer)

  • 최병재;곽성우;김병국
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.3-12
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    • 1996
  • 탁월한 비선형 제어 특성을 가지고 있는 슬라이딩 모우드 제어기는 제어 대상 플랜트의 모델링 과정에서 발생하는 부정확성과 각종 외란등으로 인하여 제어 입력 신호가 매우 높은 주파수의 비연속적인 특성을 가진다. 이를 방지하기 위하여 슬라이딩 평면에 얇은 경계층을 도입하는 방법을 많이 사용하고 있지만 이 경우에는 원하지 않는 정상 상태 오류가 유발될 수도 있다. 이때의 정상 상태 오차는 경계층의 폭에 비례해서 증가하는 특성이 있다. 본 논문에서는 정상 상태 오차와 제어 입력 신호의 불연속성 사이에는 구해지는 경계층의 폭을 정상 상태에 접근할수록 퍼지 규칙베이스에 의해 자동으로 감소시키는 자기동조형 경계층을 가지는 슬라이딩 모우드 제어기를 제안하였다. 그리고 제안된 알고리즘의 성능을 역진자 계통의 추적 제어 시뮬레이션을 통하여 입증하였다.

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Core-A 플랫폼을 이용한 동기형 전력제어 임베디드 시스템 설계 (Design of Synchronized Power Control Embedded System Based on Core-A Platform)

  • 이우경;문대철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.1413-1421
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    • 2014
  • 본 논문은 마스터로 동작하는 32 비트 RISC 프로세서와 전력을 제어할 수 있는 다수의 슬레이브가 동기되어 동작하는 전력 제어 임베디드 시스템을 구현하였다. Core-A 플랫폼은 Core-A 프로세서, AMBA 버스, SSRAM, AC97, DMA, UART, GPIO모듈 등으로 구성된다. 슬레이브는 4 비트의 디지털 데이터의 값에 비례하여 220V 전력을 제어할 수 있는 아날로그 회로와 마스터가 보내는 신호에 동기되어 다양한 전력제어 패턴을 생성하는 제어 시스템을 설계 하였다. Core-A 플랫폼이 라이브러리로 구축된 Flowrian II를 사용하여 소프트웨어를 크로스 컴파일하고 하드웨어 회로를 시뮬레이션으로 검증하였다. 임베디드 시스템은 FPGA 검증 보드와 CPLD 칩에 구현되었고 전력제어 아날로그 보드를 제작하여 구현하였다.

새로운 고역률 승압형 AC-DC 컨버터의 입력전류 파형분석에 관한 연구 (A Study on Waveform Analysis of Input Current for Novel Boost AC-DC Converter of High Power Factor)

  • 곽동걸
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.102-108
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    • 2005
  • 본 논문에서는 소프트 스위칭에 의한 새로운 고역률 승압형 AC-DC 컨버터가 제안되고 입력전류의 파형 및 고조파분석에 대해 상세히 해석된다. 시비율 일정의 전류불연속 제어에 의해 동작되는 제안된 컨버터의 입력전류는 교류 입력전압의 크기에 비례한 불연속적인 펄스열의 정현파 형태로 되어 입력역률을 개선시킨다. 또한 제안된 컨버터는 소프트 스위칭을 위한 공진동작에 의해 무손실 스너버 커패시터의 입력측 에너지 유입에 따른 역률증대의 효과를 가지며, 기존의 고역률 승압형 AC-DC 컨버터와 비교되어 입력전류의 수학적 분석과 컴퓨터 시뮬레이션, 실험결과 등에 의해 그 우수성이 입증된다.

산업용 인버터의 감속 기법에 관한 연구 (A Study on the Deceleration Techniques in an Industrial drive)

  • 김정한;전종욱;김정빈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.69-70
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    • 2012
  • 유도 전동기를 제어하기 위한 일반적인 상용인버터는 다이오드 정류부, 평활용 Cap부, 인버터부로 구성된다. 시스템의 설계에 따라 가감속을 선정 할 수 있으며 산업현장에서는 부하의 관성이 큰 경우에 빠른 감속이 요구되는 경우가 있다. 상용 인버터는 감속 시 소비되는 에너지 외에 회생에 사용되며 회생 에너지에 비례하여 DC 링크 전압이 커지는데 이는 인버터의 소손 원인이 된다. DB유닛으로 이 문제를 해결해 줄 수 있지만 가격적인 부담을 가지고 있다. 부하의 관성이 크고 감속시간이 짧은 경우 DC 링크 과전압 방지를 위해 모터 출력의 정격에 맞는 출력지령을 내보내는 기술에 경제형 상용 인버터 시스템에 맞게 지령을 조정하는 부분을 추가하여 본 논문의 감속기법을 제안하였다. 이 방법은 DB유닛을 사용하지 않았으며, 실험을 통해 검증하였다.

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