• 제목/요약/키워드: 폐루프 제어

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LQ 제어와 근의 이동범위를 이용한 조단 블록을 갖는 중근을 두 실근으로 이동시키는 극배치 방법 (Pole Placement Method to Move a Equal Poles with Jordan Block to Two Real Poles Using LQ Control and Pole's Moving-Range)

  • 박민호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.608-616
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    • 2018
  • 일반적으로 비선형 시스템은 1차와 2차 시스템의 곱의 형태로 선형화되며, 시스템의 근은 1차 시스템의 근과 2차 시스템의 중근, 서로 다른 두 실근, 복소근으로 구성된다. 그리고 LQ(Linear Quadratic) 제어는 성능지수함수를 최소화하는 제어법칙을 설계하는 방법으로 시스템의 안정성을 보장하는 장점과 가중행렬 조정으로 시스템의 근의 위치를 조정하는 극배치 기능이 있다. 가중행렬에 의해 LQ 제어는 시스템의 근의 위치를 임의로 이동시킬 수 있지만 시행착오 방법으로 가중행렬을 설정하는 어려움이 있다. 이것은 해밀토니안(Hamiltonian) 시스템의 특성방정식을 이용하여 해결 할 수 있다. 또한 제어가중행렬이 상수의 대칭행렬이면 제어법칙을 반복적으로 적용하여 시스템의 여러 근을 원하는 폐루프 근으로 이동시킬 수 있다. 이 논문은 해밀토니안 시스템의 특성방정식을 이용하여 조단 블록을 갖는 시스템의 중근을 두 실근으로 이동시키는 상태가중행렬과 제어법칙을 계산하는 방법을 제시한다. 삼각함수로 표현된 상태가중행렬로 해밀토니안 시스템의 특성방정식을 구한다. 그리고 이동된 두 실근이 특성방정식의 근이라는 조건에서 중근과 상태가중행렬의 관계식(${\rho},\;{\theta}$)을 유도한다. 상태가중행렬이 양의 반한정행렬이 될 조건에서 중근의 이동범위를 구한다. 그리하여 이동범위에서 선택한 두 실근을 관계식에 대입하여 상태가중행렬과 제어법칙을 계산한다. 제안한 방법을 간단한 3차 시스템의 예제에 적용해본다.

불규칙 선수파랑 중 계류된 선박의 전후동요 제어 (Active Stabilization for Surge Motion of Moored Vessel in Irregular Head Waves)

  • 이상도;트롱 엥곡 쿠옹;서효;유삼상
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.437-444
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    • 2020
  • 본 논문에서는 불규칙 선수파랑 조건에서 선박계류시스템의 전후동요를 억제하는 연구를 수행하였다. 두점식 계류시스템은 비선형복원력의 특성으로 인하여 규칙파 조건에서도 강한 비선형 응답 특성을 보인다. 종방향 불규칙 장파가 외란으로 선박계류시스템에 작용하게 되면 규칙파 외력이 입사하는 경우보다 변위와 속도에서 더욱 복잡한 비선형 거동이 발생한다. 계의 종동요 변위와 속도를 동시에 억제하기 위하여 슬라이딩모드 제어법(SMC)을 적용하였다. SMC는 매개변수의 불확실성 및 외란에 대한 강인성을 갖는 폐루프 시스템을 제공하지만, 채터링은 이 제어법을 사용할 때 큰 단점이 된다. 본 연구에서는 준 슬라이딩모드의 시그모이드 함수를 이용하여 불규칙 해양파의 외란 조건에서 채터링을 줄이고. 수렴의 정확성에 도달하는 목표를 달성하였다. 제어법의 유효성은 수치시뮬레이션을 통해 증명하였다.

복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 회전차 위치 센서리스 최적 Lead Angle 제어 (Rotor Position Sensorless Control of Optimal Lead Angle in Bifilar-Wound Hybrid Stepping Motor)

  • 이종언;우광준
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권2호
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    • pp.120-130
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    • 1999
  • 본 연구에서는 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 회전자 위치 함수로 주어지는 순시 상전류식을 유도하여 Laad Angle에 따른 순시 상전류값의 변화를 보이고, 특히 여자 펄스 인가후 ${\pi}/2$ 시점의 수닛 상전류값으로부터 회전자 위치 정보를 얻을 수 있음을 이론식 및 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 확인하였다. 이러한 사실으로부터 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 폐루프 운전을 위해 회전자 위치 검출기를 사용하지 않고 전동기의 파라미터가 고려된 최적 Lead Angle이 실현된 여자 펄스를 생성시키는 제어기를 마이크로컨트롤러에 의해 구성하고 실험하였다. 구성된 제어기는 A/D 변환기, 프로그래머블 입.출력 타이머 및 전동기 속도에 대한 최적 Lead Angle 값을 갖는 변환 테이블 등의 기능을 갖는 마이크로컨트롤러와 또한 전동기의 속도와 여자 펄스 인가후 ${\pi}/2$ 시점의 순시 상전류값에 대한 정토오크 발생영역에 해당하는 Lead Angle 값을 갖는 변환 테이블을 위한 ROM 등으로 구성되어 외부 부가회로를 최소화하였으며, 전동기의 파라미터 등의 변화에 따른 제어량의 병환 테이블이 내용과 제어 S/W 에 의존함으로써 유연성을 확보하였다. 이와 같이 구성된 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 회전자 위 센서리스 최적 Lead Angle 시의 순시 상전류 파형과 유사한 파형을 얻음으로써 최적 Lead Angle 이 실현되었음을 확인할 수 있었다.

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위성 멀티미디어 시스템을 위한 랜덤 지연지터에 강인한 기준 클럭 복원 (A Robust Recovery Method of Reference Clock against Random Delay Jitter for Satellite Multimedia System)

  • 김원호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.95-99
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    • 2005
  • 본 논문은 DVB-RCS 규격과 폐루프 버스트 동기 제어 방식을 적용한 양방향 위성 멀티미디어 시스템의 망동기 기준클럭 복원을 위한 정밀한 복원방식을 제안한다. 이러한 시스템의 단말은 TDMA 리턴링크 통신을 위한 기준클럭을 MPEG-2 규격에 정의된 PCR (Program Clock Reference)을 중심국에서 방송하고 단말은 이를 복원하여 사용한다. PCR은 중심국에서 시스템 클럭 (27MHz $\pm$ 30ppm)을 주기적으로 샘플링 하여 각 단말로 방송하는데 단말에서 수신되는 PCR값은 위성을 포함한 전송경로에서 발생되는 가변적인 전달 지연시간 변동으로 인한 오차 때문에 일반적인 디지털 PLL(DPLL) 방식에 의해서는 복원된 기준클럭의 주파수와 중심국의 기준클럭 주파수간의 동기를 주어진 범위 이내로 정확하게 유지하기가 힘들다. 본 논문에서는 수신되는 PCR 패킷의 랜덤한 전달지연시간 번동으로 인해 발생되는 기준클럭의 복원오차를 줄일 수 있는 방식을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 성능을 평가하였다. 제안한 방식은 일반적인 DPLL방식에 비해 기준클럭의 복원오차가 1/5로 현저하게 감소되는 성능을 보여 주었다.

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CDMA 기지국에서 Pilot $E_c/I_o$ 보상기법을 이용한 수신감도 측정에 관한 연구 (A Study on Receiver Sensitivity Measurement using Pilot $E_c/I_o$ Compensation Method at CDMA Communication Network)

  • 정기혁;나극환
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권8호
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    • pp.9-16
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    • 2007
  • 운용중인 기지국에서 각종 RF 파라미터의 측정은 매우 제한적으로 이루어지고 있으며, 일부 수행되고 있는 측정에서 조차 비교적 측정이 용이한 순방향 항목에 집중되고 있다. 본 논문에서는 기지국에 설치된 순방향 모니터링 포트를 이용하여 기지국의 역방향의 무선 품질을 측정이 기능한 측정장치를 설계하여 실제 운용 중인 기지국에서 검증시험을 실시함으로써 연구의 완성도 향상을 꾀하였다. 수신감도의 측정은 내장된 CDMA 모뎀을 이용하여 기지국과 음성호가 연결된 상태에서 폐루프 전력제어에 의한 모뎀의 출력을 감시함으로써 이루어질 수 있도록 하였다. 보다 정확한 계측을 위하여 모뎀의 TxAdj 파라미터와 함께 디텍터에 의한 실측 데이터를 이용하였다. 정확한 수신감도의 측정을 위해서는 트래픽이 없는 상황에서 측정이 이루어져야 하지만, 운용중인 시스템에서는 상황재현이 어려우므로 통화량 증가에 의한 수신감도의 열화정도를 보상함으로써 시간에 구애받지 않고 정확한 측정값을 얻을 수 있도록 $E_c/I_o$에 의한 보상기법을 적용하였다.

고차 불확실 시스템을 위한 시변 슬라이딩 평면의 설계 (Design of Time-varying Sliding Surface for Higher-order Uncertain Systems)

  • 김가규;최봉열
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권6호
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    • pp.37-44
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    • 1999
  • 본 논문에서는 고차 불확실 시스템의 빠르고 견실한 추적을 위해 시변 다중근을 가지는 새로운 슬라이딩평면을 제안한다. 다중근은 슬라이딩 모드에서의 폐루프 시변 시스템을 안정화시키면서 목표로 하는 근을 향해 이동한다. 초기 다중근은 초기 오차에 대해 평면의 평행이동 거리가 최소화되도록 얻어지고 평면이 초기오차를 지나도록 절편이 생성된다. 허용되는 입력 하에서 빠른 평면의 평행이동과 다중근의 이동은 오차 수렴 속도가 증가될 수 있게 해준다. 제안되는 슬라이딩 모드 제어는 오차가 초기 시간부터 항상 슬라이딩 평면에 머물도록 하여 시스템은 매개변수 불확실성과 외란에 대해 더욱 둔감하게 해준다. 모의 실험에서 기존 방식과의 비교를 통해 제안된 타당성이 입증된다.

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무인기 항공전자시스템 요구도 검증을 위한 통합시험환경 개발 (Development of System Integration Laboratory for the Verification of UAV Avionics System Requirements)

  • 조영우;김봉규;박재성;이재억
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.446-453
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    • 2012
  • 무인기 개발 시 항공전자시스템의 요구도 검증을 위해 통합시험능력을 제공하는 통합시험환경(SIL)을 개발하였다. 개발된 SIL은 유인항공기 SIL이 보유하고 있는 기능들을 기본적으로 제공하며, 각 구성품인 지상제어 모의, 비행체 모의, 비행환경 모의가 폐루프(Closed-Loop)로 연동되는 구조 하에서 시험 데이터의 가시화 및 시험자동화에 중점을 두고 설계되었다. 이로써 무인기의 복잡하고 수많은 요구도가 개발된 SIL을 통해 간편하고 정확하게 검증될 수 있었다. 개발된 SIL은 4단계의 검증과정을 통해 기능 및 성능의 정확성과 신뢰성이 검증되었으며, 무인기 지상체 및 비행체 통합을 위한 체계 SIL에서도 정상 동작함을 확인하였다.

Lead Angle 제어에 의한 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 상전류 변화에 관한 연구 (Phase Current Variation of Bifilar-Wound Hybrid Stepping Motor by Lead Angle Control)

  • 우광준;이종언
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.26-34
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    • 1998
  • 본 연구에서는 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 Lead Angle에 따른 순시 상전류값의 변화를 보이고 이를 실험적으로 확인하였다. Lead Angle에 따른 순시 상전류값의 변화는 상권선이 여기된 시점에서의 회전자 위치에 대한 정보를 제공한다. 따라서 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 폐루프 운전을 위한 회전자 위치검출 방법으로서 전동기의 순시 상전류를 이용할 수 있음을 보였다. 복권형 하이브리드 스테핑 전동기의 모델링을 통해 Lead Angle 함수로 주어지는 순시 상전류 식을 제시하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 순시 상전류와 회전자 자극위치와의 관계를 도시하고 분석하였고, 상전압 인가후 $\pi/2$ 시점에서의 순시 상전류값을 측정하여 회전자 자극위치 정보를 얻을 수 있음을 실험적으로 확인하였다.

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무정전 전원장치용 디지털 위상동기화 기법 (Digital Phase-Locked Loop(DPLL) Technique for UPS)

  • 김제홍;최재호
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권3호
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    • pp.106-113
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    • 1997
  • 일반적으로 무정전 전원장치는 바이패스전원과 인버터 출력단 간에 스위치 전환시 출력전압의 과도현상을 보상하기 위하여 고속의 위상동기를 필요로 한다. 본 논문에서는 TMS320s31 디지털 신호처리기에서 완전 소프트웨어로 구현된 디지털 위상동기화회로를 제안한다. 이 디지털 위상동기화회로는 인버터 출력단 LG필터를 포함한 폐-루프 방식으로 구성되었다. 또한, 구조가 간단하여 구현이 쉽고 완전 소프트웨어로 구현함으로서 고신뢰성과고유연성을 가지고 있다. 바이패스전원의 기준 입력신호가 설정된 주파수에서 $\pm$1[Hz} 이상 벗어나면 무정전 전원장치의 제어기가 자체적으로 디치털 위상동기화로의 바이패스 기준입력신호를 차단하여 60[Hz]로 발진하도록 구성하였다. 마지막으로 제안된 디지털 위상동기화회로의성능이 시뮬레이션과 실험 결과들에 의해 검증된다.

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전력용 능동필터형 무정전 전원장치 (Active Power Filter Type Uninterruptible Power Supply (UPS))

  • 김제홍;최재호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.100-105
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    • 1998
  • 본 논문은 고조파와 무효전력을 보상하는 전력용 능동펼터의 성능을 가지는 무정전 전원장치의 제어기볍올 제안 한다. 제안된 시스템은 단지 하나의 전력변환회로만올 가지고 AC/DC 정류기 및 배터리 충전기 그리고 인버터로서 동작할 수 있다. 더욱이 상용전원이 정상일 경우 제안된 시스템은 비선형 부하에 의해 발생된 고조파 및 무효 전 력올 보상하기 위해 전력용 능동필터 모드로 동작한다. 그리고 상용전원이 비정상일 경우는 인버터로 동작하여 배터리에 충전된 전력을 부하로 공급하는 배터리 방전전력 모드로 동작올 한다. 전력용 능동필터 모드에서 보상전류 를 정확히 계산하기 위한 새로운 폐-루프 방식을 제안한다. 마지막으로 제안된 5[kVA]급 시스템의 성능이 시뮬레이션과 실험결과들에 의해 입증된다.

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