• Geomechanics and Engineering
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• 제14권2호
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• pp.161-174
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• 2018

The present study investigates the soil-structure interaction (SSI) effects on the seismic performance of smart base-isolated structures. The adopted control algorithm for tuning the control force plays a key role in successful implementation of such structures; however, in most studied carried out in the literature, these algorithms are designed without considering the SSI effect. Considering the SSI effects, a linear quadratic regulator (LQR) controller is employed to seismic control of a smart base-isolated structure. A particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to tune the gain matrix of the controller in both cases without and with SSI effects. In order to conduct a parametric study, three types of soil, three well-known earthquakes and a vast range of period of the superstructure are considered for assessment the SSI effects on seismic control process of the smart-base isolated structure. The adopted controller is able to make a significant reduction in base displacement. However, any attempt to decrease the maximum base displacement results in slight increasing in superstructure accelerations. The maximum and RMS base displacements of the smart base-isolated structures in the case of considering SSI effects are more than the corresponding responses in the case of ignoring SSI effects. Overall, it is also observed that the maximum and RMS base displacements of the structure are increased by increasing the natural period of the superstructure. Furthermore, it can be concluded that the maximum and RMS superstructure accelerations are significant influenced by the frequency content of earthquake excitations and the natural frequency of the superstructure. The results show that the design of the controller is very influenced by the SSI effects. In addition, the simulation results demonstrate that the ignoring the SSI effect provides an unfavorable control system, which may lead to decline in the seismic performance of the smart-base isolated structure including the SSI effects.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.191-193
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• 2005

This paper presents Hybrid PI controller of IPMSM drive using fuzzy adaptive mechanism(FAM) control. To increase the robustness, fixed gam PI controller, Hybrid PI controller proposes a new method based self tuning PI controller. Hybrid PI controller is developed to minimize overshoot and settling time following sudden parameter changes such as speed, load torque, inertia, rotor resistance and self inductance. The results on a speed controller of IPMSM are presented to show the effectiveness of the proposed gain tuner. And this controller is better than the fixed gains one in terms of robustness, even under great variations of operating conditions and load disturbance.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권3호
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• pp.753-762
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• 2015

This paper presents a nonlinear sliding mode control (SMC) scheme with a variable damping ratio for interior permanent magnet synchronous motors (IPMSMs). First, a nonlinear sliding surface whose parameters change continuously with time is designed. Actually, the proposed SMC has the ability to reduce the settling time without an overshoot by giving a low damping ratio at the initial time and a high damping ratio as the output reaches the desired setpoint. At the same time, it enables a fast convergence in finite time and eliminates the singularity problem with the upper bound of an uncertain term, which cannot be measured in practice, by using a simple adaptation law. To improve the efficiency of a system in the constant torque region, the control system incorporates the maximum torque per ampere (MTPA) algorithm. The stability of the nonlinear sliding surface is guaranteed by Lyapunov stability theory. Moreover, a simple sliding mode observer is used to estimate the load torque and system uncertainties. The effectiveness of the proposed nonlinear SMC scheme is verified using comparative experimental results of the linear SMC scheme when the speed reference and load torque change under system uncertainties. From these experimental results, the proposed nonlinear SMC method reveals a faster transient response, smaller steady-state speed error, and less sensitivity to system uncertainties than the linear SMC method.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제47권4호
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• pp.1-9
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• 2010

초음파신호를 이용하여 두 물체 사이의 거리를 측정할 수 있도록 초음파신호를 발생시키고 이를 수신하여 증폭하는 프론트-앤드 IC를 설계하였다. 40[kHz]~300[kHz]의 초음파 신호를 발생시켜서 피에조진동자를 통해 간헐적으로 송신하는 회로와 피에조 수신기에서 받은 미세한 반사 신호를 증폭하여 노이즈를 제거한 후 처음 송신된 신호와의 시간 차이를 펄스폭으로 출력하고 이를 이용하여 물체사이의 거리를 계산할 수 있는 기능을 내장하였다. 본 설계에서는 두 가지 기술을 작용하여 기능을 개선하였다. 첫째, 주파수 자동조정(SFC) 회로이다. OTA회로의 gm을 가변시켜 초음파 신호발생기의 출력주파수와 수신단의 밴드패스필터의 중심주파수가 서로 연동되도록 조정해 줌으로써 신호 복원을 용이하게 하였다. 둘째, 가변 이득 조절회로(VGC)이다. 이 회로는 두 물체사이의 거리에 상관없이 수신되는 신호의 진폭이 일정하도록 동작하는 기능을 한다. 또한, 출력레벨변환회로를 적용하여 송신신호의 진폭을 40[V]로 상승시켜 측정거리를 늘리는 시도를 하였다. 시뮬레이션을 위한 공정은 0.6um] 급, 40[V] CMOS 공정을 사용하였다. 전원전압 5[V], 소비전력은 약 12[mW]정도이다. 회로의 규모가 최소화 되어 있고 외부소자 수를 줄였기 때문에 휴대형기기에 편리하게 사용할 수 있게 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.659-666
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• 2006

서보 모터는 컴퓨터와 센서로부터 오는 지령에 대해 정밀한 모션제어 즉, 정확한 속도조절과 위치 잡기를 수행함으로써 자동화 시스템에서 중요한 부분으로 사용된다. 특히, 선형추진 BLDC모터는 볼스크류, 타이밍 벨트, 랙/피니온과 같은 마찰 유도 전달 메카니즘들과 연결을 갖는 회전식 서보모터들에 비해 다양한 장점들을 갖는다. 본 논문은 정현파 구동형 선형 추진 BLDC모터의 동특성과 출력들로부터 얻어지는 정보를 이용하여 미지의 전동기 계통 파라미터들을 추정하는 방식을 제안한다. 추정된 파라미터들은 제어기와 외란 관측기의 이득을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 목적을 이루기 위해 고성능의 디지털신호처리프로세서로 계자기준제어(FOC)기법을 구현하기 위해 설계된 TMS320F240을 선형 BLDC 서보 전동기의 제어기로서 사용한다. 이 서보전동기 응용 전용의 DSP는 A/D Converter와 PWM 발생부, 다수의 IO Port를 내장하고 있어 서보모터 제어기에 중요한 역할을 담당하게 된다. 이 선형 BLDC 서보 전동기 시스템은 또한 IPM 구동기와 홀센서 타입의 전류센서모듈 그리고 게이트 구동 신호와 고장 신호들의 전기적 절연을 위한 광결합 모듈을 포함한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권5호
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• pp.401-414
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• 2018

Planing hull type ships are often equipped with interceptor or trim tab to improve the excessive trim angle which leads to poor resistance and sea keeping performances. The purpose of this study is to design a controller to control the attitude of the ship by controllable stern interceptor and validate the effectiveness of the attitude control by the towing tank test. Embedded controller, servo motor and controllable stern interceptor system were equipped with planing hull type model ship. Prior to designing the control algorithm, a model test was performed to identify the system dynamic model of the planing hull type ship including the stern interceptor. The matrix components of model were optimized by Genetic Algorithm. Using the identified model, PID controller which is a classical controller and sliding mode controller which is a nonlinear robust controller were designed. Gain tuning of the controllers and running simulation was conducted before the towing tank test. Inserting the designed control algorithm into the embedded controller of the model ship, the effectiveness of the active control of the stern interceptor was validated by towing tank test. In still water test with small disturbance, the sliding mode controller showed better performance of canceling the disturbance and the steady-state control performance than the PID controller.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권11호
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• pp.31-37
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• 1998

감쇠기와 위상 변환기로 구성된 진폭/위상 조정 회로는 위상/이득 상호 결합 현상을 일으켜서 최적 동작점을 찾는 데에는 많은 조정 시간이 필요하다. 본 논문에서는 입력신호의 진폭과 위상을 제어하여 출력하는 벡터 감쇠기를 설계하였다. 종전의 벡터 감쇠기는 감쇠기의 위상 변화 특성을 무시하였으나, 본 논문의 벡터 감쇠기는 감쇠기의 위상 변화 특성을 보상하였다. 이 벡터 감쇠기는 0°/180° 위상 변환기, 저위상 변화 감쇠기등으로 이루어지는데, 0°/180° 위상 변환기는 중심주파수 881MHz에서 0°/179.9° 위상 변환 특성을 얻었고, 저위상 변화 감쇠기는 감쇠량이 25dB일 때 위상 변화가 3.6° 이내, 입출력 반사 특성이 -20dB이하를 얻었다. 구현된 벡터 감쇠기는 출력 신호 공간의 직교 좌표 평면을 정확히 표현할 수 있음을 확인하였다.