• 제목/요약/키워드: 제어이득

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공장 자동화를 위한 산업용 로보트 제어 (Control of the Industrial Robot for Factory Automation)

  • 정찬수;이상철
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제4권3호
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    • pp.41-49
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    • 1990
  • 본 연구는 산업현장에서 요구되고 있는 공장자동화의 한 분야로 다관절이 로보트의 비집중 제어기버에 관해 고찰한 것이다. 제안한 기법은 매니퓰레이터가 원하는 궤적에 정확히 진행할 수 있도록 각 링크별로 차원이 낮은 부시스템으로 모델링하여 분산제어를 실시 함으로서 실시간 제어를 용이하게 할 수 있는 방식이다. 각 부시스템의 제어기는 관절별로 제어하는 궤환 제어기, 전향 제어기 및 보호신호기 등으로 구성되고, 이들 제어기의 이득을 조정함으로서 매니퓰레이터를 제어하는 것이다. 또한 제안한 비집중 적응 제어기를 2-링크 매니퓰레이터에 시뮬에이션한 결과 강하게 결합된 동력학과 부하의 변화에도 불구하고 제안한 기법이 원하는 궤적에 양호하게 진행함을 알 수 있었다.

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유도전동기용 벡터제어 인버터에서 전류측정 오차의 실시간 보상 방법 (Real-Time Compensation Method of Current Measurement Error in Vector-Controlled Inverter for Induction Motor)

  • 김지훈;윤덕용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.1685-1690
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    • 2014
  • 본 논문에서는 유도전동기 벡터제어 인버터에서 상전류를 검출할 때 발생하는 측정 오차를 실시간으로 보상하는 방법을 제안한다. 전류측정에 오프셋 오차와 변환이득 오차가 포함될 경우의 3상 유도전동기 토크 방정식을 유도하여 이러한 측정 오차들이 전동기의 토크 리플을 유발하는 것을 보였으며, 이러한 토크 리플을 제거할 수 있는 방법을 제시하였다. 특히, 본 논문에서는 전동기의 운전 상태에서 실시간으로 변환이득 오차에 의한 토크 리플을 제거하는 방법을 제안하였다. 이를 200[W]급 3상 유도전동기의 벡터제어 인버터에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 수행함으로써 제안된 방법의 유효성을 검증하였으며, 그 결과 전류측정에서 변환이득 오차가 있더라도 전동기의 토크가 상당히 제거되는 것을 확인하였다.

국제 표준 규격에 부합하는 효율적인 VDES 이득제어 방안 연구 (A Study on an Efficient VDES Gain Control Method Conforming to the International Standard)

  • 김용덕;황민영;김원용;김정현;유진호
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.339-343
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    • 2022
  • 본 연구에서는 VDES RF 수신기의 구조를 단순화하는 방법과 이 구조에서 국제 표준을 준수하기 위한 수신기의 이득 제어 방법을 설명하였다. 수신기의 원하는 신호와 원하지 않는 신호의 입력 레벨을 정의하고, 두 신호가 입력되면 수신기 출력에서 ADC의 포화 상태를 확인하였다. 회로 시뮬레이터에 의한 시뮬레이션 결과, 인접 채널 간섭비, 상호 변조, 차단 레벨에 대해 수신기의 출력 전력이 ADC의 SFDR 영역에 있는 것을 만족하였다. 본 연구를 통해 제안된 RF 수신기의 구조가 국제표준에 부합함을 알 수 있었다.

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마이크로컨트롤러를 이용한 완전 이식형 인공중이용 저전력 음성 신호처리 및 제어 모듈의 설계 (Design of a Low Power Voice Signal Processing and Control Module using a $\mu$-controller for Totally Implantable Middle Ear system)

  • 강호경;정의성;임형규;박일용;윤영호;김민규;송병섭;조진호
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권5호
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    • pp.49-56
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    • 2004
  • 완전 이식형 인공중이 시스템을 위한 음성 신호처리 및 제어 모듈을 소형 마이크로컨트롤러를 사용하여 저전력형으로 설계 하였다 설계된 모듈은 입력되는 음성신호를 난청자의 역치에 맞추어 이득을 조정하는 등의 신호처리를 수행함과 동시에 체내 이식부의 제어를 수행하게 된다. 설계된 마이크로컨트롤러는 전원이 켜지면 사용자의 청력 손실에 맞추어서 주파수별로 차등 되는 이득을 주도록 실시간으로 음성신호를 처리하게 된다. 그러나 체외에서 제어신호가 입력될 경우 수신된 제어 신호에 의해 마이크로컨트롤러는 인터럽트 서브루틴을 수행하여 전원 제어, 볼륨 조절과 같은 제어 명령을 수행한 후 다시 음성 신호를 처리하도록 하였다. 설계된 모듈을 구현한 후 구현된 시스템의 동작을 실험을 통하여 확인하였다.

진화 슬라이딩 모드 관측기를 사용한 SRM의 위치 센서리스 제어 (Position Sensorless Cotrol of SRM using Evolutionary Sliding)

  • 박진현;박한웅;최영규
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.516-523
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    • 2001
  • 진화프로그래밍과 슬라이딩 모드 관측기를 이용하여 SRM의 위치 속도를 추정하고 이를 속도제어에 적용하는것을 소개하고자 한다. 회전자 정보각의 검출은 일반적으로 엔코더나 레졸버를 사용하나, 이러한 기계적인 외부 위치 센서는 가격이 비싸므로 SRM 시스템의 설치 비용과 전체 드라이버 시스템의 크기가 증가하는 요인이된다. 따라서 산업현장에 적용하는 한계의 원인이 된다. 본 연구에서는 위치 및 속도센서를 제거한 슬라이딩 모드 관측기를 사용하여 SRM 드라이브에 적용되었다. 그러나 SRM의 제어에 있어 슬라이딩 모드 관측기의 파라메터들이 매우 민감하여 작은 변화에 대해서도 위치와 속도 추정결과에 많은 영향을 미친다. 제어이득을 일정하게 유지하고, 슬라이딩 모드 관축기의 파라케터들을 크게 변화시킬 경우, 관축기의 파라메터들은 관측기의 떨림 폭을 결정하므로, 위치와 속도의 추정값의 변화가 크게 발생하여 관측기의 떨림 현상이 나타난다. 본 연구에서는 이러한 슬라이딩모드 관측기의 파라메터들과 제어기의 이득들을 방향성 벡터를 갖는 진화 프로그래밍을 사용하여 최적의 파라메터들을 선정하고, 이를 제어시스템으로 구현하고자 한다.

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파라미터 불확실성과 시간지연을 가지는 특이시스템의 견실 $H_\infty$ 출력궤환 제어 (Robust $H_\infty$ Output Feedback Control of Descriptor Systems with Parameter Uncertainty and Time dDelay)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제41권3호
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    • pp.9-16
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    • 2004
  • 본 논문에서는 시변 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 관측기 기반 Η∞ 출력궤환 제어기 설계방법을 단 하나의 선형행렬부등식 조건을 이용하여 제시한다. 제어기가 존재할 충분조건과 제어기 설계방법을 모든 변수의 견지에서 완벽한 하나의 선형행렬부등식으로 표현하여 볼록최적화가 가능하도록 한다. 제어기의 설계과정은 제안한 하나의 충분조건으로부터 직접 구해진다. 구한 충분조건은 하나의 선형행렬부등식으로 표현되어지므로, 슈어 여수정리와 변수치환 및 특이치 분해의 기법에 의하여 궤환이득과 추정이득을 포함하는 모든 해로부터 관측기 기반 Η∞ 출력궤환 제어기를 동시에 구할 수 있다. 또한 제안한 알고리듬을 이용하여 파라미터 불확실성과 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 관측기 기반 견실 Η∞ 출력제환 제어기 설계도 가능함을 보인다. 마지막으로, 제안한 알고리듬의 타당성을 수치예제를 통하여 확인한다.

외란 관측기를 이용한 BLDC 전동기의 속도제어 (Speed Control of the BLDC Motor using the Disturbance Observer)

  • 전용호
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제11권10호
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    • pp.955-962
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    • 2016
  • 본 논문은 BLDC 전동기의 정밀한 속도제어를 위하여 외란 관측기의 설계 및 영향을 제거하는 제어기 설계방법을 제안한다. BLDC 전동기의 외부에서 회전축에 작용하는 부하의 변동과 전기적인 시스템에서 발생하는 역기전력을 외란으로 가정하고, 외란은 구간에 대한 상수로 가정하여 루엔버거 관측기를 설계한다. 시스템 상태에 대한 관측기의 오차가 0으로 수렴할 수 있도록 적절한 이득을 설정하는 방법을 보이고, 추종성능을 향상시킬 수 있는 적절한 PI제어기의 이득을 설정하기 위한 방법을 제시한다. 제안된 제어기를 120W급의 BLDC 전동기에 적용하여 속도 그리고 전류 레퍼런스를 추종하는 능력을 시뮬레이션 시험하였다. 상수부하의 변동을 외란으로 적용하였고, 그 결과 설계된 제어기의 정상상태 오차가 0.1 [%] 이내를 가짐으로 상태 추종성능에 대해 유용한 제어기임을 보일 수 있었다.

이득 설계가 간단한 선형전동기 2자유도 PID 위치제어기 구현 (Implementation of the two-degree-of freedom PID Position Controller for Linear Motor Drive with Easy Gain Adjustment)

  • 하홍곤;이창호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.124-129
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    • 2007
  • 최근, 반도체장비, 공구이송장비 그리고 CNC같은 여러 산업분야에 선형기계의 응용이 크게 증가하고 있다. 그러나 선형전동기는 진동특성을 가지고 있다. 그러므로 이러한 응용분야에서 정상 및 과도응답상태에서 고성능 위치제어가 필요하게 된다. 본 논문에서 간단하면서도 강력한 위치제어법을 2자유도 PID제어기를 이용하여 제안하였다. 이 기법은 과도현상없이 선형기계를 구동할 수 있는 잇점과 간단한 이득 동조를 할 수 있다. 일반적인 PID 제어기에 비해서 2자유도 제어기를 사용한 선형 전동기의 제어계의 성능 향상이 논의되었다. 그리고 시뮬레이션의 결과로 위치제어계의 응답에서 과도응답과 기동특성의 향상, 그리고 불필요한 진동성분의 제거에 유효함을 확인하였다.

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IFT와 L1 적응제어기법을 이용한 풍동실험용 자기부상 비접촉식 밸런스의 제어시스템 설계 (Position and Attitude Control System Design of Magnetic Suspension and Balance System for Wind Tunnel Test using Iterative Feedback Tuning and L1 Adaptive Control Scheme)

  • 이동규
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.28-35
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    • 2017
  • 자기부상 비접촉식 밸런스(MSBS: Magnetic Suspension and Balance System)는 자기력 및 자기모멘트를 이용하여 기계적 접촉 없이 시험 대상체의 위치 및 자세각을 정밀하게 변경하며 외력을 측정하는 것이 가능하다. MSBS를 활용한 풍동실험의 신뢰도 및 안정성을 확보하기 위해서는 위치 및 자세각 제어시스템의 명령 추종 성능과 구성장비의 고장에 대한 강건성을 높일 필요가 있다. 본 연구에서는 실제 개발된 풍동실험용 MSBS의 시뮬레이션을 통해 Iterative Feedback Tuning (IFT)과 $L_1$ adaptive output feedback 알고리즘을 활용하여 제어 이득값을 자동적으로 최적화하고 전류공급장치의 고장에 강건한 제어시스템을 설계하는 방법의 유효성을 검증하였다.

전원전압의 불평형 및 왜곡에 강인한 3상 4선식 전력용 능동 필터의 설계 (Design of the Robust Active Power Filter under the Unbalanced and Distorted Source Voltages in Three-phase Four-wire Systems)

  • 민준기;김효성;최재호;김경환
    • 전력전자학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.420-429
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    • 2004
  • 본 논문에서는 PQR 순시전력 이론을 적용하여 3상 4선식 배전망에서 전원전압의 불평형 및 왜곡에 강인하게 동작하는 전력용 능동 필터의 제어기를 디지털적으로 설계한다. 인버터의 교류측 필터의 특성을 분석하고, 디지털 제어시스템이 내재적으로 갖고 있는 시간지연문제를 극복할 수 있는 우수한 성능의 제어기구조를 제안하며, 제어 이득을 설계한다. 전류 고조파 및 중성선 전류 고조파를 감소시키기 위하여 제어기 구조와 3중 비교삼각파 사용을 제안하고 제어 이득을 설계하였다. 디지털 구현이 용이한 삼각파 비교 PWM을 보상전류 제어 방식으로 채택하였다. 설계된 전력용 능동 필터를 PSiM 시뮬레이션을 통하여 검증하고 전류 응답성이 뛰어난 히스테리시스 PMW 결과와 비교 분석하였다.