• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.7-14
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• 2015

고정밀도와 고속응성의 물류 이송을 위한 자동피킹 시스템 (Automatic Picking System; APS) 구동용 선형 유도 모터 드라이브의 설계 기법 및 고이득 관측기 기반의 강인 속도 제어 기법이 제안된다. APS에 존재하는 외란추력, 질량 및 마찰계수 등의 기계적 파라미터 불확정성은 시스템의 속도 제어 성능에 직접적인 영향을 주며 이러한 불확정성 하에서도 강인한 속도 응답 성능을 보유하는 속도 제어기가 요구된다. 시스템의 불확정성을 효과적으로 추정할 수 있는 고이득 관측기를 통해 외란이 추정되며 시스템의 불확정성을 제거하기 위해 추정된 외란이 제어입력에 전향제어 방식으로 보상된다. 기존의 외란 관측기가 질량 변화에 기인한 시변 외란을 효과적으로 보상하는 데에 한계가 있는 반면 제안된 속도 제어 시스템은 외란추력 및 질량 변화 하에서도 강인한 속도 추종 성능을 제공한다. 선형 유도 모터의 모델을 위한 Simulink 라이브러리가 상태방정식으로부터 개발되며 이를 활용한 Matlab - Simulink 기반의 비교 시뮬레이션을 통해 제안된 방식이 강인한 속도 응답 성능을 가지며 고정밀도와 고속응성을 요구하는 APS에 적합함이 입증된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1230-1231
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• 2011

이 논문은 전차원 상태 관측기 기반의 EEMF(Extended Electro-Motive Force) 모델을 이용한 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor:매입형 영구 자석 동기 전동기)센서리스 제어 기술을 제안한다. 임의의 ${\gamma}-{\delta}$축 상에서 IPMSM 상태 방정식을 전개하고 이를 전차원 상태 관측기로 구현해 Extended EMF(역기전력)성분을 추정한다. 추정 성분을 이용해 제어각의 오차를 구하고 PI제어기를 사용해 제어각의 오차를 0으로 수렴시켜 전동기 회전 속도를 추정한다. 추정 속도를 적분해 제어각을 얻고, IPMSM 센서리스 제어를 수행한다. 제안한 알고리즘은 실험을 통해 그 타당성을 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.575-579
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• 2006

본 논문에서는 전동기 시스템의 극저속 영역에서 안정적이고 동특성이 우수한 운전을 하기 위해 전차원상태 관측기로부터 추정되는 속도정보를 입력으로 하는 최소차원 토크 관성관측기를 구성하여 부하외란과 관성을 피드포워드 제어를 함으로써 극저속영역에 대한 강인성을 갖도록 한다. 제시한 제어 알고리즘을 MATLAB SIMULINK를 통해 전체 시스템을 모델링하고 실험을 통해 극저속에서 속도 추정 능력이 향상됨을 확인 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2005년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.535-537
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• 2005

최근의 산업용 서보 구동 응용 분야에서는 전 운전 영역에서 위치 추종에 대한 높은 정밀도와 빠른 응답 특성이 요구된다. 그러나 부하 외란은 시스템의 속도 응답 특성을 나쁘게 하여 위치 추종에 대한 빠른 응답 특성과 높은 정밀도를 기대하기 어렵게 만든다. 따라서 고성능 위치/속도 제어를 위해서는 부하 토크의 추정이 필수적이다. 본 논문에서는 SVR에 기반한 실시간 부하 토크 관측기를 제안한다. 제안된 방법은 오프라인 SVR 학습을 통하여 부하 토크 관측기를 만들고, 운전 데이터로부터 부하 토크를 추정하여 실시간으로 전향 보상한다. 제안된 방법의 타당성을 위해 다양한 실험을 수행하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.283-284
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• 2016

산업계에 널리 쓰이고 있는 회전자 자속기준 벡터제어(FOC)와 달리 직접토크제어(DTC)는 고정자 자속기준으로 토크와 자속을 직접 제어한다. 토크는 전류센서를 이용하여 검출한 고정자 전류와 고정자 자속을 곱하여 구한다. 고정자 자속은 매우 빠르게 스위칭되는 전압벡터지령을 이용하여 얻게 되므로, 고정자 자속각을 이용한 속도추정에 어려움이 있다. 따라서, 본 논문은 관측기를 이용한 직접토크제어의 속도 센서리스 구현기법을 제안하고, 기존의 속도추정 기법과 제안하는 기법을 시뮬레이션을 통해 비교한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.1-3
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• 2019

본 논문에서는 전차원 관측기를 이용한 유도기의 센서리스 운전에서 제정수 오차가 제어 성능에 미치는 영향을 수식적으로 분석하였다. 주파수 응답 함수를 이용해 실제 자속과 추정 자속의 관계를 운전 속도와 슬립 주파수의 함수로 나타내었다. 적응(adaptive) 법칙을 이용하여 추정 속도를 수식에서 제거하였다. 또한 각오차가 존재하는 상황에서 전류 운전점 변화를 고려하여 슬립 주파수를 토크 지령으로 변환하였다. 결과적으로 모든 운전 속도와 토크 지령에 대해서 임의의 제정수 오차가 시스템의 안정도, 속도 오차 및 토크 오차에 미치는 영향을 계산할 수 있는 수식을 구하였다. 기존의 분석 방법들이 많은 시뮬레이션과 실험을 통해 제정수의 영향을 평가했던 것과 달리, 구해진 수식에 근거하여 계산을 통해 빠르게 주어진 센서리스 운전 방법을 평가할 수 있는 방법을 제공하였다. 제안된 분석 방법은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.899-906
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• 2020

전동기의 제어에 있어서 전동기의 수학적 모델 오차와 작용하는 외란에 대해서 강건하며 정밀한 제어의 성능을 요구한다. 강건하며 정밀한 제어를 위하여 외란 관측기를 설계하여 부하변동을 추정하고, 공칭 시스템으로 설계된 백스텝핑 제어기에 적용하였다. 설계된 시스템의 제어 성능을 확인하고자 120 [W]급의 BLDCM(Brushless Direct Current Motor)에 적용하여, 위치제어 및 속도제어의 결과 외란을 극복하고 정상상태 오차가 영으로 수렴하며, 점근적 안정한 결과를 확인할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.907-912
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• 2020

전동기의 수학적 모델 오차와 작용하는 외란을 고려하여 제어기를 설계하는 것이 강건하며 정밀한 제어 성능을 좌우한다. 강건하며 정밀한 제어를 위하여 기계적인 부분과 전기적인 부분의 외란 관측기를 설계하여 외란을 추정하고, 공칭 시스템으로 설계된 속도제어기와 전류 제어기에 나누어 적용하였다. 설계된 시스템의 제어 성능을 확인하고자 120 [W]급의 BLDC 전동기에 적용하여, 속도 추종제어의 결과 외란을 극복하고 정상상태 오차가 영으로 수렴하며, 점근적 안정한 결과를 확인할 수 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.68-73
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• 2003

본 연구는 유도전동기 구동에 관측기 이론을 적용하고 자계 방향형 벡터제어에 기초하여 센서리스 벡터구동 시스템을 개발한 것이다. 속도추정은 지령전압과 전류센서에서 검출한 전류와 관측기에서 구한 2차 자속으로 행하는 새로운 방법을 나타내었다. 이 속도추정은 자속과 유도전동기 정수만으로 결정되므로 파라미터의 이득 조정이 필요 없고 연산이 간단하다. 도출한 벡터제어 이론에 기초하여 유도전동기 구동을 위한 센서리스 속도제어 시스템을 설계 제작하였다. 그리고 시뮬레이션을 통해서 각 제어기의 이득정수와 관측기 이득을 결정하고 센서리스 벡터구동의 실험을 실현하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.115-124
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• 2001

본 논문에서는 유도전동기 회전자 자속 기준제어를 위하여 비선형 관측기인 확장된 루엔버거 관측기 원리를 적용한 새로운 회전자 자속관측기를 제안하였다. 확장된 루엔버거 관측기는 확장된 칼만 필터와 유사하게 동특성 오차의 선형화 기법을 따트고 있으나 통계학적 속성의 노이즈 공분산을 고려하지 않는 결정론적 관측기로서 비선형 상태관측기 설계시 요구되는 좌표변환 및 선형화 파정에서 비선형 편미분 방정식의 직접적인 해를 펼요로 하지 않아 구현이 비교적 용이하다. 제안된 회전자 자속관측기는 직교좌표의 고정자 전류, 회전자 자속, 속도 및 부하 토크로 구성된 6차 미분방정식으로부터 유도되었으며 축약된 형태의 이득행렬을 갖는다. 시뮬레이션 및 실험은 파라 미터중 회전자 저항 값이 변동된 상황을 가정하여 수행하였으며, 시뮬레이션 결과 제안된 관측기를 이용한 자속 추정시 극점 재배치를 통하여 동특성 오차의 수렴성을 제어할 수 있으며, 부하 설험결과 제안된 관측기를 적용하는 경우에는 슬립적분형 간접벡터제어에 비해 보다 정확한 벡터제어가 가능함이 확인되었다.