진동에 관한 비선형 1계연립미분방정식을 아나로그 시뮬레이션으로 2상전압제어발진을 시켜 유용성을 확인하였다. 2상신호를 각각 제곱하여 합성하는 부분과 곱셈부분의 실제회로 구성시 복잡하고 가격이 높아지므로 정류 회로와 스위칭회로로 대치하여 회로의 단순화와 가격 저렴화를 이루었다. 본 논문에서 제시된 회로는 제어 압력전압에 주파수가 정확한 비례관계를 가졌고, 응답 속도가 비교적 빠르고 또한 위상오차가 매우 적었으며 주파수비가 10:1 이상에서도 저왜율과 정진폭으로 동작하였다.
포항가속기연구소가 추진 중인 제4세대 방사광가속기에는 100 PPM급의 클라이스트론 펄스전압 안정도가 요구된다. 이러한 안정도는 PFN(pulse forming network)에 충전되는 전압을 얼마나 정밀하게 제어하는가에 따라서 결정된다. PFN의 최종운전 전압은 deQing circuit에 triggering되는 시점에 따라서 결정된다. DeQing trigger system은 PFN의 충전전압과 기준전압을 비교하여 충전전압이 기준전압보다 커지는 시점에서 charging choke(충전 쵸크)의 2차에 구성된 deQing 회로의 SCR를 트리거 시켜서 충전 쵸크 1차와 2차의 권선비율이 25:1인 충전 쵸크의 2차를 단락시켜 1차에 흐르는 전류를 2차로 빼주어서 PFN 커패시터에 더 이상 충전되지 않게 하는 구조로 되어있다. DeQing circuit에 triggering되는 시점을 정밀하게 제어하기 위하여 PFN 충전전압을 미분하여 그 출력전압에 비례하여 트리거 출력을 지연시키는 기능과 analog 신호를 digital 신호로 변환하는 기능을 사용하였다. 이 논문에서는 deQing 시스템에 관련된 회로 및 시험결과에 대하여 설명하고자 한다.
국내 전력계통에 부하추종운전 중인 가스터빈 발전기들은 정격 주파수 유지에 큰 역할을 하고 있지만 종종 주파수 제어가 불량한 경우도 발생한다. 이에 가스터빈 속도제어 장치인 조속기의 제어 특성을 살펴보고 고장 유형을 분석한 후 사안 별로 대책을 제시하였다. 그리고, 가스터빈은 연료제어의 빠르기에 따라 주파수 회복에는 도움을 되지만 연소실 온도가 급격하게 변동하고 연소진동이 발생하는 등 안정운전을 저해하는 요소로 작용하기도 한다는 것을 조속기 응동시험을 통해 확인하였다. 따라서, 안정적인 전력품질을 유지하기 위해서는 철저한 설비관리를 수행하고 비례 적분 미분 제어방식에 4차산업의 핵심분야인 기계학습 알고리즘이 융합된 조속기 제어방식의 연구 필요성이 대두되었다.
본 연구에서는 무인항공기의 편대비행을 위해서 먼저 단일 무인항공기의 기본적인 자세제어, 고도제어를 포함하는 유도제어시스템을 설계 제작하여 검증하고, 이 시스템을 바탕으로 먼저 선도기의 위치 정보를 이용하여 선도기와 추종기간의 앞뒤거리와 좌우 거리를 피드백하여 비례미분제어한 결과를 보여준다. 보다 안정적이고 성능이 우수한 편대 비행을 위하여 선도기의 위치와 자세 정보를 이용하여 추종기가 따라가야할 가상경로점을 실시간으로 계산하고 이를 바탕으로하여 추종기가 따라가도록 유도 명령을 생성하여 비행제어를 하고, 또한 선도기의 롤명령정보를 추종기의 최종 유도명령에 추가하여 편대 비행 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다. 이러한 과정은 여러 가지 경우에 대한 비행시험 결과를 분석하여 알고리즘을 점차 개선하는 방식을 취했으며 다소 실험적인 방식으로 최종 편대비행 알고리즘을 확립하였다. 최종적으로 채택한 기법을 이용하여 3대의 무인항 공기를 자동비행 상태에서 편대 비행을 수행한 결과를 보여준다.
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.
본 논문에서는 한누리 2호의 자세제어 알고리즘 검증을 위해 개발한 KAUSatSIM에 대해서 논의한다. KAUSatSIM은 6개의 에어베어링을 사용하여 무마찰 환경을 모사한 1축 회전 테이블과 한누리 2호에서 사용된 각종 센서 및 모멘텀 휠로 구성되어 있다. 이 시뮬레이터는 한누리 2호의 자세제어 알고리즘에 대한 검증과 새로운 제어 알고리즘 개발, 그리고 그 성능 검증에 사용될 수 있다. 개발된 1축 회전 시뮬레이터를 이용하여 한누리 2호 개발에 이용된 자세제어 알고리즘 검증을 위하여 모멘텀 휠을 이용한 시험을 수행하였다. 비례-미분제어기를 사용한 모멘텀 휠 제어기를 설계하여 좋은 실험 결과를 얻었다. 그리고 더 나아가 추력기 시스템을 추가하여 소형위성에 적용 가능한 새로운 알고리즘 개발 및 검증이 가능하도록 하였다.
In underwater environment, the control of AUV is difficult, because of the existence of parameter uncertainties and disturbances as well as highly nonlinear and coupled system dynamics. The requirement for the simple and robust controller which works satisfactorily in those dynamical uncertainties, call for a design using the PD or sliding mode controller. The PD controller is very popular controller in the industrial field and the sliding mode controller has been used successfully for the AUV controller design. In this paper, the two controllers arc designed for ISiMI(Integrated Submergible Intelligent Mission Implementation) AUV and the performances are compared by numerical simulation under the modeling uncertainty and disturbances. The design process of PD and sliding mode controller for ISiMI AUV and simulation results are included to compare the performances of the two controllers.
This paper proposes a fractional-order PID (Proportional-Integral-Derivative) control used electromagnetic strip stabilization controller in a continuous galvanizing line. Compared to a conventional PID controller, a fractional-order PID controller has integration-fractional-order and derivation-fractional-order as additional control parameters. Thanks to increased control parameters, more precise controller adjustment is available. In addition, accurate transfer function of a real system generally has a fractional-order form. Therefore, it is more adequate to use a fractional-order PID controller than a conventional PID controller for a real world system. Finite element models of a $1200{\times}2000{\times}0.8mm$ strip, which were extracted using a commercial software ANSYS were used as simulation plants, and Gaussian mixture models were used to find optimized control parameters that can reduce the strip vibrations to the lowest amplitude. Simulation results show that a fractional-order PID controller significantly reduces strip vibration and transient response time than a conventional PID controller.
기존의 위성제어용 시뮬레이션 툴은 위성 모델을 강체로 보고, 비례-미분(Proportional-Differential)제어기를 사용하기 때문에, 이동하는 위성의 경우 오차한계범위를 벗어나 통신이 두절되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문은 신속한 자세회복 및 안정된 진보적인 제어기의 설계를 위하여 이동하는 정지궤도 및 저궤도 위성에 대하여 위성을 강체 및 유연체 구조로 모델링하고, 통신두절시 신속한 자세 회복을 위한 최소시간 제어기 설계와 위성의 위치 제어시 발생하는 통신중단을 최소화 하기 위하여 기존의 PD제어기보다 정확하고 안정된 선형조절기를 상태공간 벡터를 사용하여 설계하였다. 시뮬레이션은 먼저 강체 모델과 유연체 모델을 비교하기 위하여, 이동하는 정지궤도 및 저궤도 위성에 대하여 PD제어기를 사용하여 시험되었으며, 자세이동시의 제어기의 응답특성을 분석하기 위하여, 지상의 명령에 의한 위성의 피치각을 변경하는 경우, 주기적으로 수행되는 남북 궤도 유지에 대하여 수행하였다. 그 결과, 강체모델에 대비하여 유연성 모델이 실제 상황에 근접한 결과를 가져다 주었으며, 최소시간제어기는 PD제어기 대비 약 7배 이상 빠르게 신속한 자세 회복을 가져다 주었으며, 선형조절기는 외란에 대한 적응 및 안정도, 응답속도 측면에서 장점을 나타내었다. 향후 이 위성 모델 및 제어기를 사용하여 실제 운용시 예상되는 제어기의 결과를 확인할 수 있으며, 더 나아가 새로운 제어기의 개발 및 교육 등에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
This study proposed new method to decide the reference model necessary for design PID controller. In generally, control design problems using the reference model have the following two factors. One factor is that numerical model of the controlled system can be obtained extremely, and the other is that specification for the closed-loop dynamic performance is pure moderate. Therefore, the control design procedure is essentially based on the partial reference model matching which offers a reasonable method to simplify the design and the controller configuration under the controlled system uncertainty. ITAE(Integral of time-multiplied absolute error) performance index and Kitamori method etc. which were used a reference model method had a limit to settling time and rising time of reference model that it arrived to steady state response according to the controlled system. On this study, if it only knew peak time of overshoot and settling time by measurement signal of the controlled system, it can be made the reference model easily. We proposed new method to improve performance index of the reference model superior to existing reference model index and illustrate the numerical simulation results to show the effectiveness of proposed control method design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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