• 제목/요약/키워드: 속도피드백

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Microcontroller를 이용한 박형 초음파모터의 구동특성 (Driving Characteristic of The Thin Type Ultrasonic Motor using Microcontroller)

  • 정성수;전호익;정현호;박태곤
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.201-201
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    • 2008
  • 박형초음파모터의 구조는 그림 1(a) 와 같이 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8 개의 압전세라믹이 부착된 형태이다. 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 A, B, C, D 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 최적설계를 한 결과 폭 3[mm], 길이 18[mm], 두께 1.8[mm], Brass 재질, Mid surface clamp 조건에서 입력전압 18[Vrms] 일 때 0.3[${\mu}m$]의 변위를 보였다. 최적설계된 모델을 제작하였고, 정확한 실험결과를 얻기 위해서 푸쉬풀게이지, x-y스테이지, rpm 메타, 토크게이지를 이용하여 실험테이블을 구성하였다. 그림 1(b) 는 마이크로컨트롤러를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 동하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 엔코더와 AD 컨버터를 이용하여 정속도 운전을 위한 피드백 제어가 된다. 제안된 구동드라이버를 이용하여 측정한 결과, 구동 주파수 88.6[kHz], 입력전압 [40Vrms], preload 0.2 [N]에서 130 [rmp] 의 속도와 25 [gfcm] 의 토크특성을 보였다. 압력전압을 증가시킬수록 속도는 선형적인 증가를 보였고, 토크는 이와 반대로 감소하는 특성을 보였다. 피드백 제어회로가 없는 경우에는 preload 변화에 따른 극심한 속도 변화를 보였고, 피드백 제어를 하였을 경우에는 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능함을 확인하였다. 기존의 주파수발생기와 파워 엠프를 이용한 구동장비와의 특성비교에서도 큰 차이를 보이지 않았으며, 장시간의 운전에도 안정적인 구동이 가능함을 확인하였다.

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해상 무선 통신에서 결정 피드백을 이용한 시퀀스 등화 방법에 대한 연구 (Decision Feedback Sequence Equalization for Maritime Wireless Communication)

  • 송경희;지민기;박정철;정성윤;전태현
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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    • pp.152-153
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    • 2023
  • 해상 무선 통신에서 신호 다중 경로로 인하여 장거리 데이터 통신에 어려움이 있을 수 있다. 이를 해소하기 위하여 채널 등화 기술을 사용할 수 있다. 제안하는 채널 등화 기술은 비터비 알고리즘을 이용한 시퀀스 신호 검출로 구현의 복잡도를 낮추기 위하여 결정 피드백 방식을 이용하여 트랠리스 상태의 개수를 줄였다. 16QAM과 심볼 속도 76.8kHz의 신호에 대하여 10usec와 30usec 지연 시간 차이를 갖는 2-way 신호 경로의 채널 모델에 대한 컴퓨터 모의 시험을 수행하였다. 제안한 등화 기술을 사용할 경우 고려한 다중 신호 경로에 대하여 수신 오류율에서 error flow가 관찰되지 않는 것을 확인하였다.

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2축 김벌의 가변속도 CMG를 이용한 인공위성 자세제어 (Spacecraft Attitude Control with a Two-axis Variable Speed Control Momentum Gyro)

  • 방효충;박영웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.65-73
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    • 2004
  • CMG(Control Momentum Gyro) 는 일반적으로 동체에 부착된 반작용휠에 비해 큰 토크의 크기를 발생시켜 인공위성의 자세제어에 이용되는 장치이다. CMG는 휠의 각 운동량벡터의 방향을 위성체의 동체축에 대하여 연속적으로 변화시킴으로써 자이로스코픽 토크를 발생하게 된다. 가변속도 CMG는 휠의 속도도 함께 변화시킴으로써 보다 다양한 제어 명령을 생성할 수 있게 되고 또한 특이(Singularity) 조건을 피하는데 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 2축의 김발에 장착된 가변속도 CMG를 이용한 위성체의 자세 동역학 방적식을 유도하기로 한다. 이러한 운동방정식은 기존의 1축 김벌 시스템의 경우를 확장한 것이다. 또한 유도된 운동방정식을 활용하여 피드백 자세기동 제어 법칙을 제안하기로 한다.

순시 속도 관측기를 사용한 사다리꼴형 브러시리스 직류 전동기의 속도 센서리스 제어 (Speed Sensorless Control for the trapezoidal BLDC Motor Using an Instantaneous Speed Observer)

  • 이동훈;이교범;송중호;최익;유범재;박진배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1117-1119
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    • 2003
  • 기존의 사다리꼴형 브러시리스 직류 전동기(BLDCM)의 센서리스 제어는 전류전환 시점을 알기 위하여 홀 센서 대신 단자 전압과 중성점 전압을 이용한다. 하지만, 속도 제어를 위해서는 엔코더나 레졸바와 같은 센서를 사용해야한다. 2극기 BLDC 모터의 경우 단자전압을 이용한 위치정보는 모터 한 회전 당 12번의 신호가 출력된다. 엔코더 혹은 레졸바를 제거하고, 이 신호를 이용하여 속도 정보를 만들 경우, 속도를 만들기 위한 위치 정보의 펄스 간격이 넓게 되어 순시 속도를 만들지 못하게 된다. 이로 인하여 실제 속도의 변화를 민감하게 추정하지 못하게 된다. 따라서 이렇게 만들어진 속도 정보는 실제 시스템에서 사용할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하려고 본 논문에서는 순시 속도 관측기를 사용한다 단자전압과 중성점 전압에 의한 위치정보를 가지고 순시 속도 관측기를 속도 제어 주기보다 빠르게 갱신함으로써 순시 속도를 예측한다. 또한 이 순시 속도는 속도 제어기로 피드백 되어 속도 센서리스를 실현한다. 이에 대한 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.

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MRAC(Model Reference Adaptive Control)를 이용한 센서리스 벡터제어 속도추정기설계 (A speed estimate. design using MRAC(Model Reference Adaptive Control) for Sensorless Vector Control)

  • 최승현;강대규;박정환;이성근;김윤식
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2000년도 추계종합학술대회
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    • pp.562-567
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    • 2000
  • 본 논문에서는 센서리스 벡터제어를 위한 MRAC를 이용해 속도추정기를 설계한다. 이 속도추정기는 파라미터 변동에 강인하며, 그 속도값은 센서리스 벡터제어구현을 위해 필요한 속도정보로 피드백되어 사용된다. 컴퓨터시뮬레이션을 통해 그 타당성을 입증하였다.

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속도 정보를 이용한 매입형 영구자석 동기전동기의 약계자 운전 (Speed Information based Field Weakening Control for IPMSM)

  • 이주효;정영석;권순재;김만고;김태완;김원석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2012년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.75-76
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    • 2012
  • 본 논문에서는 고속 운전을 위하여 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 약계자 운전을 제시한다. IPMSM 운전을 위한 약계자 제어기는 SMO(Sliding Mode Observer)를 통한 추정 속도와 실제 전동기의 속도를 비교하여 나타나는 오차값을 피드백 받아서 이용한다. 기본적으로 속도 오차가 없는 상황에서는 MTPA(Maximum Torque Per Amp.)에서 동작 시키고 속도 오차가 증가하면 이 오차에 대해 d축 전류를 음의 방향으로 증가시켜 약계자 제어를 한다. 본 논문에서는 제시한 약계자 운전으로 IPMSM에 적용시험을 한다. 그리고 시험결과를 분석하여 본 논문의 타당성을 입증한다.

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실물크기 능동형 제어장치의 수치모델 및 실험에 기초한 성능 평가 (Performance Evaluation of the Full-Scale Active Mass Dampers based on a Numerical Model and Test)

  • 전민준;이상현;우성식;문대호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.635-643
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    • 2015
  • 본 연구에서는 인천공항 제2계류장 관제소에 설치될 예정인 AMD에 선형제어알고리즘인 속도피드백 알고리즘을 적용하여 제어효율 및 안전성을 평가하였다. 공장성능시험 결과와 수치해석 프로그램의 해석결과를 비교하여 AMD가 설계의도대로 제어를 수행하는지 여부를 분석하였다. 또한 제어알고리즘에 의한 순수제어력에 추가되는 게인스케줄링과 원점보정신호가 제어력에 미치는 영향을 실험을 통해 확인하였다. AMD의 성능시험 결과 게인스케줄링과 원점보정신호는 제어효율에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였으며, 구조물에 큰 외력이 작용하는 경우에 발생하는 AMD 질량체의 과도한 이동으로 인해 구조물에 손상을 입힐 수 있는 문제에 대한 안전성을 검증하였다. 추가적으로 제어효율지수를 도입하여 AMD의 제어 상태를 모니터링한 결과, 적용된 알고리즘이 효과적으로 구조물을 제어함을 확인하였다.

단일 마이크로컨트롤러 기반 다중 모터제어기 구현 (Implementation of Multi-Motor Controller Based on a Single Microcontroller)

  • 권재민;이경중;안현식
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.237-243
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    • 2015
  • 본 논문에서는 다중 모터 기반 피드백 제어 시스템에 대하여 캐스케이드 형태의 제어기를 고려하고 제한된 ADC(Analog to Digital Converter) 자원을 효과적으로 이용하기 위한 자원 할당 방법을 제안한다. 이 방법의 목적은 한정된 ADC 자원으로 모터 위치 측정값의 오차 및 d-q 축 전류 측정값의 오차를 최소화하는 것이다. 다중 모터 기반 피드백 제어 시스템에 대한 캐스케이드 제어 구조는 속도 제어기와 전류제어기로 구성되며, 이러한 구조가 각 모터에 병렬로 적용되어 각 모터의 회전 속도가 독립적으로 제어된다. 다중모터제어기는 추가되는 마이크로컨트롤러 없이 오직 하나의 컨트롤러에 구현된다. 다수의 AC 모터로 구성된 실험환경과 제안된 제어구조 및 ADC 할당방법을 이용함으로써 각 모터의 속도 및 토크가 주어진 속도 지령값을 정밀하게 추종함을 보인다.

고정 스위칭 주파수를 갖는 2상 공간벡터 SRP-PWM기법을 적용한 인버터 구동 시스템 (Inverter Drives Adopting the Two-Phase Space Vector SRP-PWM Scheme with Fixed Switching Frequency)

  • 정영국;위석오;임영철;양승학
    • 전력전자학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.230-238
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    • 2003
  • 본 연구에서는 3상 SRP-PWM기법을 2상에 적용한 고정 스위칭 주파수의 공간벡터 SRP-PWM(Separately Randomized Pulse Position PWM)기법을 제안하고 이를 산업현장에 적용 가능한가를 검증하기 위하여, 속도 피드백 실험을 행하였다. 제안된 2상 SRP-PWM은 랜덤하게 배치된 a상의 펄스 범위 내에서 나머지 상의 펄스 위치를 완전히 랜덤하게 배치 할 수 있는 변조기법이다. 제안된 방법이 적용된 속도 피드백 시스템은 부하와 연결된 3상 유도모터의 v/f 일정 제어를 기반으로 하였다. 실험 결과, 제안된 방법이 적용된 기존의 2상 중앙정렬 SVM의 경우와 비교하여 모터의 v/f 일정 제어의 성능은 동일함을 확인할 수 있었으며, 모터의 전압 및 소음 스펙트럼의 광대역화 효과는 제안된 방법이 훨씬 우수함을 입증할 수 있었다.

직접속도 피드백을 이용한 지능판의 능동구조음향제어 (Active Structural Acoustical Control of a Smart Panel Using Direct Velocity Feedback)

  • Stephen J, Elliott;Paolo, Gardonio;Young-Sup, Lee
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권10호
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    • pp.1007-1014
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    • 2004
  • This paper presents a study of low frequencies volume velocity vibration control of a smart panel in order to reduce sound transmission. A distributed piezoelectric quadratically shaped polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer film is used as a uniform force actuator and an array of $4\;{\times}\;4$ accelerometer is used as a volume velocity sensor for the implementation of a single-input single-output control system. The theoretical and experimental study of sensor-.actuator frequency response function shows that this sensor-actuator arrangement provides a required strictly positive real frequency response function below about 900 Hz. Direct velocity feedback could therefore be implemented with a limited gain which gives reductions of about 15 dB in vibration level and about 8 dB in acoustic power level at the (1,1) mode of the smart panel. It has been also shown that the shaping error of PVDF actuator could limit the stability and performance of the control system.