센서리스 제어를 위한 상태 관측기의 설계시 기존의 바이너리 관측기의 성능을 향상시키기 위해 스위칭 평면에 적분항을 추가함으로서 정상상태의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 전동기의 관성계수나 마찰계수와 같은 운동방정식의 파라미터들은 계측하기 어려우며 관측기의 성능저하를 야기하므로 실제구현에서도 많은 제약이 따른다. 이러한 문제를 해결하기 위해 적응 적분바이리 관측기를 제안하다. 그리고 정격속도 이상으로 구동하기 위해서 약계자 영역에서의 센서리스 제안한다. IPMSM이 w가 보다 높은 속도에서 운전되기 위해서는 정격전압이상의 입력이 요구되어진다. 그러나 정격전압에서 d축 전류가 회전자 자속을 감소시키는 방향으로 주입된다면 더 높은 속도에서 운전되어질 수 있다.
Speed and torque controls of permanent magnet synchronous motors are usually attained by the application of position and speed sensors. However, speed and position sensors require the additional mounting space, reduce the reliability in harsh environments and increase the cost of a motor. Therefore, many studies have been peformed for the elimination of speed and position sensors. This paper investigates a novel speed sensorless control of a permanent magnet synchronous motor. The proposed control strategy is based on the MRAS(Model Reference Adaptive System) using the state observer model with the current error feedback and the magnet flux model as two models for the back-emf estimation. The proposed algorithm is verified through the simulation and experiment.
This paper consists of the vector control of three phase induction motors which has robustness against disturbances and parameter variations by the TDOF (Two Degree Of Freedom) theory. Using the TDOF theory, induction motor is robustly controlled for resistance variations and disturbances. Adaptive observer is used for the purpose of estimating the stator fluxes, the stator currents, and the parameters. The proposed control netted is verified by computer simulations.
본 논문에서는 초정밀 위치 결정 시스템에서 보다 정확한 제어를 위한 새로운 제어기를 설계한다. 외란을 고려한 시스템의 경우, 환경이 달라질 때마다 측정 노이즈를 정확하게 알아내기란 쉽지 않다. 따라서 측정 장치의 정확성을 나타낼 수 있도록 칼만 필터추정기와 퍼지 이론을 이용하여 정확한 측정 오차값을 구한다. 이때, 파라미터 불확실성과 의란에 강인한 제어를 위해 슬라이딩 모드 제어기와 LQ 최적 제어기가 적용된다. 최종적으로, 제안된 제어기와 시간 최적 제어기의 성능비교를 통하여 보다 강인하고 안정된 성능개선을 증명한다.
In this paper, we propose an output feedback tracking control method for the wheeled mobile robots with kinematic disturbances. The kinematic disturbances should be compensated to avoid the performance degradation. Also, the unavailable velocity of the mobile robot should be estimated. These should be estimated together by designing the nonlinear observer. Based on these estimates, the output feedback controller can be designed. The stability of the mobile robot control systems using the proposed method is rigorously analyzed and the simulation results are also provided to validate the proposed method.
본 논문에서는 전차원 관측기를 이용한 유도기의 센서리스 운전에서 제정수 오차가 제어 성능에 미치는 영향을 수식적으로 분석하였다. 주파수 응답 함수를 이용해 실제 자속과 추정 자속의 관계를 운전 속도와 슬립 주파수의 함수로 나타내었다. 적응(adaptive) 법칙을 이용하여 추정 속도를 수식에서 제거하였다. 또한 각오차가 존재하는 상황에서 전류 운전점 변화를 고려하여 슬립 주파수를 토크 지령으로 변환하였다. 결과적으로 모든 운전 속도와 토크 지령에 대해서 임의의 제정수 오차가 시스템의 안정도, 속도 오차 및 토크 오차에 미치는 영향을 계산할 수 있는 수식을 구하였다. 기존의 분석 방법들이 많은 시뮬레이션과 실험을 통해 제정수의 영향을 평가했던 것과 달리, 구해진 수식에 근거하여 계산을 통해 빠르게 주어진 센서리스 운전 방법을 평가할 수 있는 방법을 제공하였다. 제안된 분석 방법은 시뮬레이션과 실험을 통해 검증되었다.
Sensorless PMSM is much studied for the industrial applications and home appliances because, a mechanical sensor reduces reliability and increases cost. Two types of instantaneous torque controls are basically used for high performance variable-speed a.c. drive : vector control and direct torque control. This paper investigates speed sensorless control of PMSM using direct torque control. The switching of inverter is determined from SVPWM realizing the command voltage which is obtained by flux error and measured current without d-q transformation. The rotor speed is estimated through adaptive observer with feedback loop. The simulation and experimental results indicate good performances.
Recently effective system-on-a-chip design methodology is developed, and ASIC chip design is much studied for motor control. This paper investigates the design and implementation of ASIC chip for sensorless speed control of induction motor using VHDL which is a standarded hardware description language. The sensorless control strategy is to design an adaptive state observer for flux estimation and to estimate the rotor speed from the estimated rotor flux and stator current. The presented system is implemented using a simple electronic circuit based on FPGA.
Generally, biped walking is difficult to control because a biped robot is a nonlinear system with various uncertainties. In this paper, we propose a hybrid sliding-mode control method using a WNN uncertainty observer for stable walking of the 5-link biped robot with model uncertainties and the external disturbance. In our control system, the sliding mode control is used as main controller for the stable walking and a wavelet neural network(WNN) is used as an uncertainty observe. to estimate uncertainties of a biped robot model, and the error compensator is designed to compensate the reconstruction error of the WNN. The weights of WNN are trained by adaptation laws that are induced from the Lyapunov stability theorem. Finally, the effectiveness of the proposed control system is verified through computer simulations.
본 논문에서는 알 수 없는 주파수의 정현파외란(sinusoidal disturbance)을 가지는 선형시불변(linear time-invariant) 시스템에 대해 그 외란의 주파수 추정과 억제를 목표로 하는 알고리즘을 설계한다. 제시된 알고리즘은 주파수 추정을 위한 적응관측기(adaptive observer)와 외란 제거를 위한 출력조정기(output regulator)로 구성된다. 기존에 연구에 비하여 모델불확실성에 대한 강인성은 유지하면서 제어기의 초기값(initial value) 설정에 의존하지 않는 안정도 및 성능을 가진다. 제안된 알고리즘은 외란의 주파수를 완벽하게 추정하며, 그 정보를 바탕으로 외란 제거 성능을 보장할 수 있다. 또한, 실제 광디스크 시스템(optical disc drive systems)에 대한 시뮬레이션을 통하여 그 효과를 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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