최근 분산전원 시스템 개발로 인해 계통연계 인버터의 사용이 증가해 왔다. 계통연계 인버터의 주요한 역할은 계통연계 환경에서의 안정적인 운전과 계통 사고 시 중요 부하에 대한 연속적인 전력을 공급하기 위한 독립운전에 있다. 각 모드 전환시의 출력전압의 변동성과 과도응답 특성을 개선하기 위해 최근 다중 루프 및 간접 전류 제어 방식이 계통연계 인버터에 적용되었다. 하지만 이러한 제어 방식은 캐패시터 전압 및 인버터 전류의 측정이 요구되어 시스템의 비용 및 복잡성을 증가시키게 된다. 본 논문에서는 이산시간 상태공간에서의 전상태 관측기를 설계하여 무순단 절체 동작 시 제어기가 요구하는 변수를 추정하고 이를 궤환신호로 사용하여 시스템의 설계 비용 및 복잡성을 줄인다. 또한 계통연계 시 계통유입 고조파 전류를 억제하기 위해 일반적으로 사용되는 기존 공진형 제어기의 과도 응답을 개선하기 위해 이산시간에서 슬라이딩 모드와 공진제어기가 결합된 새로운 제어기 구조를 제안한다. 제안된 기법의 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.
DC-DC Buck Converter는 입력 전압보다 출력전압이 낮은 컨버터이며 강압형 컨버터라고도 한다. 입력과 출력이 같은 접지를 공유하는 회로에 쓰이며, 스위칭 소자를 이용하여 듀티비에 따라 출력전압을 제어할 수 있고, 출력단의 LC 필터를 통해 평활(평균)하여 직류전압을 얻을 수 있다. DC-DC Buck Converter는 제어가 간단하고 설계가 쉬워 주로 회로의 파워부에 많이 쓰이고 있으며, 본 논문에서는 DC-DC Buck Converter의 기본형과 2Stage DC-DC Buck Converter 그리고 기본형의 GND단에 L을 추가한 DC-DC Buck Converter의 응답특성을 비교 및 분석을 함으로써 이론적 해석과 시뮬레이션을 통한 특성을 비교 하고자 한다.
선형 시불변 시스템에서 고유치와 고유벡터는 시스템의 응답 특성을 결정하는 중요한 요소이다. 즉 선형 시불변 시스템의 응답은 고유치의 실수부가 음수이면 안정하게 되며, 입력이 가해질 때 상태변수는 고유벡터의 조합으로 주어진다. 따라서 고유치와 고유벡터의 성질을 잘 이용하면 선형시스템의 응답을 보다 깊이 있게 파악할 수 있을 뿐 아니라 복잡하게 커플링이 되어 있는 시스템을 간략하게 표현할 수 있게 한다. 또한 선형시스템에서 관측 불가능한 모드, 제어 불가능한 모드가 어떤 것인지 구체적으로 파악할 수 있게 해 준다.
제어이론은 안정성판별을 중심으로 발달하여 왔으며 제어공학자체가 하나의 기술인 이상 안정판별법은 가능한 한 그 표현이 간단명료한 것을 요구하게 되었다. 과거에 연구되어 온 여러가지 안정판별법등은 즉 Routh 및 Hurwitz에 의한 방법, Nyquist 및 Michailov에 의한 방법 등, 정성적방법과 Bode 및 Nichols에 의한 방법, Evans에 의한 Root locus법, Bilharz 및 Frank에 의한 방법, Tsypkin 및 Bromberg에 의한 방법 등, 정량적인 취급방법 등이 연구발표되어 제어계통의 설허 및 해석에 이용되어왔다. 그러나 설계자들은 제어계통의 안정성판별에만 흥미를 갖는것이 아니라 안정도판별 즉 계통응답에 더 주의를 기우리게 된다. 특히 실시간응답에 대하여 명확한 해답을 요구한다. 본 고에서는 두개의 Parameter Plane Method의 기초를 다룬 것으로 특성방정식의 계수중에서 임의의 두개를 Parameter로 하는 것이며 과도해답 및 주파수응답을 요하는데 편리하나 임의의 두개의 계수만을 Paraweter로 하므로서 두개 이상의 Parameter가 존재하는 경우에는 부적당하다. 또한 우리나라에서도 시도된 바가 있다. 이와같은 것을 개선한것이 Siljak의 Parameter Plane Method이며 이것을 여기에 소개하고자 한다.
Min, Kyung-Won;Kim, Jin-Koo;Kim, Sung-Choon;Chung, Lan
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.14
no.2
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pp.173-179
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2001
성능지수는 제어 대상이 되는 구조물의 응답과 제어기의 성능에 관한 가중함수로 구성되어 있다. 따라서 가중함수의 설계에 따라 성능지수가 변화되며 제어 효율이 달라진다. 본 논문에서는 최적 능동제어 알고리듬의 일종인 시간 영역에서의 성능지수를 고려한 LQR기법과 LQG기법 및 주파수 영역에서의 성능지수를 고려한 H₂기법에 대하여 동일한 가중함수를 적용하여 제어 성능인 제어율과 제어력을 비교하는데 목적을 두고 있다. 그러나, LQG기법은 모든 상태 변수를 알아야 하는 LQR기법의 한계를 극복할 수 있으며 LQR기법과 동일 수준의 제어율과 제어력을 보이고 있고 출력 제어라는 장점을 고려하면 현실적인 기법이라고 말할 수 있다. 마지막으로 구조물 응답과 제어기의 주파수 특성을 고려하여 주파수 필터의 가중함수를 설계하는 H₂기법을 분석하였다. H₂기법은 제어력을 저주파수 영역에 집중시킬 수 있기 때문에 구조물 응답을 효과적으로 제어할 수 있는 방법으로 분석되었다.
Kim, D.W.;Shin, D.R.;Hwang, Y.M.;Woo, J.I.;Anh, I.M.
Proceedings of the KIEE Conference
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2002.06a
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pp.34-37
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2002
본 연구에서는 표시형 디지털 정속주행 자동용접캐리지를 개발하고자 한다. 먼저, 용접조건을 결정하는 전류와 전압값의 입력과 출력을 디지털 입력스위치와 D/A 컨버터 출력회로를 구성하여 디지털 제어를 구성한다. 또한 디스플레이제어기의 구성은 정확한 용접조건에 의해서 용접할 수 있는 환경을 설정하여 용접의 효율성을 높이고자 한다. 시스템 제어기는 저가격과 출력전류의 특성이 개선된 RISK-Like 방식의 PIC16C74A를 이용하여 가격과 부피 및 노이즈에 강한 제어기를 구성하였다. 위빙 및 주행모터의 효율성과 응답특성을 개선하기 위해서 디지털 제어기(Digital PID Controller)를 설계하고. 이 제어기법을 이용하여 PWM인버터를 설계 및 제어 사용하여 용접 조건과 효율을 개선하였다.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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v.39
no.1
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pp.36-48
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1990
A new control method for robust position control of brushless dc motor is presented. The model of brushless dc motor is approximately linearized by field-orentation method, and it is shown that augmented state variable feedback can be applied to this system. In addition, robustness is obtained without any change of overall system response. Load disturbance is detected by 0-observer of unknown and inaccessible input, and is compensated by feedforward which has fast response. Overall system is controlled by using the MC68000 microprocessor, and the performance of the proposed control algorithm is verified by the results of simulation and experiment.
Ha, Keun-Soo;Chung, Joong-Ki;Rhyu, Se-Hyun;Lee, Seong-Ho;Son, Jin-Woo
Proceedings of the KIEE Conference
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2001.04a
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pp.234-236
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2001
자동차 산업의 활성화로 인하여 차량의 연료 소비의 고효율화 및 구동모터의 고정밀 설계 기술의 향상이 대두되고 있는 실정이다. 특히, LPG 차량의 연료 펌프 모터의 고속화, 저진동, 저 소음화의 추세로 인하여 기존의 Brush타입의 DC모터를 대체하기 위한 Brushless DC 모터의 개발이 증대되고 있다. 본 논문에서는 이러한 Brushless DC모터의 고정밀 속도제어 및 빠른 응답 특성을 가지는 제어기를 개발하였으며, 회전자의 위치를 파악하기 위하여 역기전력을 이용한 센서리스형 제어기를 개발하였다. 본 논문에서 개발한 제어기는 가변속도제어범위를 가지며. 2000rpm에서 정격 속도를 가진다. 제어기의 성능 검증을 위하여 정격 속도에서의 단위스텝 응답 특성 실험을 하였으며, 각각의 게인 설정에 따른 제어 성능 실험을 하였다.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.7
no.5
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pp.413-418
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2002
This paper proposed a feed-forward adaptive position controller that is robust for variable Inertia. The control system consists of PI Position controller, feed-forward and model reference adaptive control. A parameter g(t) of the feed-forward adaptive position controller is adapted by using both the reference model speed and position error. So it improves the transient response and reduces the settling time. And normalization function Is used to make linear adaptation time. The validity of the feed-forward adaptive controller is confirmed by simulation results.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.4
no.5
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pp.1117-1125
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2000
A current mode PWM method applied one cycle response to averaging circuit model Buck converters is presented. The controller nonlinear PWM implement is based on the error between the switched variable and the response reference to zero each cycle. As the result, the system transfer function is derived as a function of the desired close loop poles, simplifying the design procedure and bringing forward all the important characteristics of the close loop system. The proposed controller has significant advantages over conventional current mode control methods in noise susceptibility, dynamic response and without inductor current sensing, Finally, the simulation and experiment results confirm the proposed PWM control techniques.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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