In this paper we deal with a design of the integral sliding mode controller to suppress the disturbance force acting on the suspension system of the magnetically levitated train system. One of the important factors that cause the disturbance force acting on the suspension system comes from the low propulsion speed of linear induction motor. In this paper integral sliding mode controller is employed to reject the disturbance force produced by the propulsion system of the linear induction motor. In order to show the effectiveness of the designed controller a dynamic simulation is utilized and the sliding mode controller without integral compensator is compared with the proposed integral sliding mode controller to suppress the disturbance force.
본 논문은 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 유효, 무효전력 주입 시 성능개선을 위한 슬라이딩 모드가 적용된 직접전력제어 기법을 제안한다. 제안하는 제어 기법은 공간벡터변조 방식이 적용된 직접전력제어에서 적합한 비례-적분제어기의 모델링을 함으로 적절한 제어기의 이득을 설정한다. 직접전력 제어의 우수한 응답특성을 유지하기 위하여 가변구조제어의 한종류인 슬라이딩 모드제어를 적용한다. 제안하는 알고리즘의 검증을 위하여 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 제어기법의 타당성을 확인 한다.
본 연구는 불확실성이 존재하는 다이나믹 시스템을 고 강인성 및 성능 사전 결정 제어를 하기 위하여 적분 최적 가변구조 시스템을 설계한다. 제안된 제어기에서는 적분 슬라이딩 면을 이용 리칭 문제를 완전히 제거하여 시스템이 초기 값에서부터 바로 슬라이딩하여 외란과 불확실성에 무관하게 사전에 결정된 슬라이딩 면을 슬라이딩 모드 상태로 추종하므로 고 강인성 제어가 이루어진다. 적분 슬라이딩 면이 정의하는 이상 슬라이딩 동특성을 상태방정식 형으로 얻고, 고급 최적 제어 이론을 통하여 최적 의미로 설계한다. 이는 바로 슬라이딩 면과 등가 제어입력의 설계가 된다. 사전에 선정된 슬라이딩 면 위에 슬라이딩 모드를 발생할 제어입력을 설계하였다. 그 결과 외란과 불확정성에도 불구하고 주어진 초기 값에서부터 원점까지 전체 슬라이딩 출력이 완전하게 보장받는다. 더구나 기존의 최적 VSS에서는 설계 성능의 강인성을 보장받기 어려운데 반하여, 제안된 IOVSS에서는 실제 출력의 예측과 사전 결정이 가능하다. 예제를 들어 제안된 알고리듬의 성능을 검진한다.
이 논문에서는 선형 유도 모터로 추진되는 자기부상 열차 시스템에서 열차의 속도에 따라서 추진 시스템으로부터 발생하는 간섭력의 부상 시스템에 대한 영향을 최소화하기 위한 적분형 sliding mode 부상제어기의 설계에 대해서 다룬다. 제어기 구조는 적분형 제어기와 sliding mode 제어기로 구성된다. 적분형 제어기는 정적 외란에 대해서 정상상태 오차가 영에 도달하는 것을 보장하고 sliding mode 제어기는 수학적 모델이 본질적으로 갖고 있는 불확실성에 대한 강건성을 보장 한다 sliding mode 제어기의 chattering 문제를 해결하기 위해서 연속 함수를 도입한다. 선형 유도모터에 의한 간섭력은 실험 데이터의 curve fitting에 의한 수학적 모델링을 통하여 수식화 한다. 컴퓨터 모의시험을 통해서 설계돈 적분형 sliding mode 제어기의 효율성을 보인다.
불확실성에 강인한 제어기에 대한 연구는 활발하지만 대부분의 연구들은 제어 이론의 효용성을 검증하기 위한 실험 수준에 머무르거나 특정한 전용시스템에만 구현되고 있어 범용성을 가지는 상용화된 제품에는 적용되지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 슬라이딩모드제어기와 외란관측기를 이용한 보다 실용적인 강인한 제어기를 제안하였다. 도달시간을 제거하고 정상상태오차를 최소화하기 위해 적분슬라이딩모드를 이용하였고, 외란관측기를 적용하여 스위칭 입력의 채터링을 감소시켰다. 또한 아직까지 남아있는 채터링은 데드존 함수를 이용함으로써 완전히 제거하였다. 제안된 제어기는 PID제어기에 비해 개선된 정상상태 오차와 강인성을 보인다.
본 논문은 매입형 영구자석 동기전동기의 속도 센서리스의 제어 방법에 관한 것이다. 매입형 영구자석 동기전동기의 센서리스 구동을 위하여 적응 적분바이너리 관측기와 적응 슬라이딩 모드 관측기를 이용하였다. 두 관측기의 성능 비교를 위하여 매입형 영구자석 동기전동기의 고정자 전압방정식으로부터 각각 관측기를 구성하였고, 동일한 시스템에서의 실험을 통하여 관측기의 성능을 비교하였다.
변압기로써 결합된 직렬공진 부하를 가진 전압원-인버터(Voltage-Source Inverter)가 공진주파수로 작동되는 경우에 출력 전류를 제어하는 기법으로서, 개선된 전류조절형 델타변조(Current-Regulated Delta Modulator; CRDM)방식을 제안한다. 일반적인 CRDM은, 전류편차가 상당한 크기로 나타난다는 문제가 있으며, 특히 유도가열장치와 같이 부하가 변압기를 통하여 연결되는 경우에는 변압기의 자속포화 문제가 발생하므로 실제 사용에 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 자속포화 현상을 분석하고 이를 방지하기 위한 간단한 방법을 제안하며, 전류편차를 제거하기 위한 적분형 CRDM을 적용한다. 그리고 슬라이딩 모드 제어의 개념을 이용하여, 안정된 동작을 보장하는 적분기 이득의 상한치를 회로특성치로부터 구하는 방법을 제안하고, 제안된 기법의 효용성을 시뮬레이션과 실험으로써 확인한다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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