In this paper, we assume that the dynamics of DC motor and nonlinear load are unknown. We propose an inverse dynamic model of DC motor and nonlinear load using the artificial neural network and construck speed control system based on the proposed dynamic model. We also propose another dynamic model with speed prediction scheme using the artificial neural network that removes the undesirable time delay effect caused by the computation time during the real-time control. We suggest a dynamic model which has arbitrary number of speed arguments and is especially effective when the motor and load has large moment of inertia. Next, we suggest a controller that combine the neurocontrol and PID control with constant gain. We show that the proposed neurocontrol systems have capabilities of noise rejection and generalization to have good velocity tracking through computer simulations and experiments.
Metaheuristic optimization approach has become the new framework for control synthesis. The main purposes of the control design are command (input) tracking and load (disturbance) regulating. This article proposes an optimal proportional-integral-derivative (PID) controller design for the DC motor speed control system with tracking and regulating constrained optimization by using the cuckoo search (CS), one of the most efficient population-based metaheuristic optimization techniques. The sum-squared error between the referent input and the controlled output is set as the objective function to be minimized. The rise time, the maximum overshoot, settling time and steady-state error are set as inequality constraints for tracking purpose, while the regulating time and the maximum overshoot of load regulation are set as inequality constraints for regulating purpose. Results obtained by the CS will be compared with those obtained by the conventional design method named Ziegler-Nichols (Z-N) tuning rules. From simulation results, it was found that the Z-N provides an impractical PID controller with very high gains, whereas the CS gives an optimal PID controller for DC motor speed control system satisfying the preset tracking and regulating constraints. In addition, the simulation results are confirmed by the experimental ones from the DC motor speed control system developed by analog technology.
In this research, the characteristics of Brush-less DC (BLDC) motor in accordance with winding connection method, both Y-connection and D -connection, has been identified with design methodology simply. BLDC motor has been designed for both winding connections, and their torque analysis has been performed considering ideal current source analysis and voltage source analysis with 6-step control. In addition, to reduce torque ripple of BLDC motor, caused by coil inductance, on voltage source analysis with 6-step control, we have proposed suitable control method which is Phase Advance Control. It is verified that the torque ripple has been decreased by virtue of phase advance control, advancing and widening conduction angle of switching, via performance analysis by Finite Element Analysis.
산업자동화의 고l정밀도에 따라 강연한 재어가 요구되고 있다. 하지만 PID 제어지를 갖는 전동기 시스템이 부하 외란을 받게 되먼 제어시스템의 강인 제어는 어렵게 된다. 이에 대해 보완적인 한 방법로 본 논문에서는 전동기 제어 시스템을 위한 PID-전문가 복합형 제어 기법을 제시하였다. 만약 PID 제어 시스템이 안정한 상태에 있다면 전문가 제어기는 시용되지 않는다. 그러나 오차가 일단 발생하게 되면, 전문가 제어기는 오차를 구속 영역 내로 들어가도록 제어한다. 이에 따라 외란의 영향은 현저히 감소하게 된다. PID 전문가 복합형 제어거를 이용한 직류 서보 전용기의 강인성을 시뮬레이션에 의해 확인하였다.
DC motor is excellent in controllability and efficiency, but vulnerable in maintenance with respect to AC motor owing to the development of power devices and microelectronics, excellent AC motor drives which have characteristics as similar as DC motor's have been developed. Thyristor motor equipment that has an important role with Inverter in the field of AC motor drives was developed in the late 1960. There was no research about thyristor motor in Korea, then thyristor motor equipment was all imported. By this we started to develop in 1983, was tested in 1984, 1985. Now we express ourselves about thyristor motor equipment development procedure and characteristics.
본 논문에서는 DC모터의 출력특성을 개선할 수 있는 새로운 구조의 DC모터 구동회로를 설계하였고 이 회로를 이용한 콘트롤러를 개발하였다. 설계된 구동 회로에 의하여 콘트롤러는 자체발진회로의 스위칭 신호를 갖는 트랜스포머를 이용하여 연속적으로 DC모터를 구동할 수 있다. 또한 최대속도시, 제어회로의 기준전압 값을 삼각파보다 높게 유지할 수 있고 모터 구동 FET를 항상 온 값을 가지도록 하여 최대출력을 얻을 수 있도록 한다. 제안된 구동회로를 활용하여 24V-500W급 DC모터속도 컨트롤러를 개발하였고 소형전동차를 제작하고 구동시험을 실시하였다. 구동테스트 및 특성 측정결과, 구동전류 12A로써 DC모터의 전진 및 후진 속도를 연속 가변 할 수 있음을 보였다. 그 밖에 과전류 감시기능, 모터과열 감시기능의 정상동작을 확인하였으며, 배터리 잔량이 20~100%까지 6단계로 표시할 수 있음을 확인하였다.
본 논문은 DC Motor의 속도 제어를 위해서는 속도를 결정해주는 PWM 출력과 Motor의 속도를 측정할 수 있는 고속카운터가 필요하며 설정한 값과 실제 출력되는 값을 동일하게 만들어주는 제어부분을 구현하여야 하며 시스템을 구성하기 위한 주변 I/O도 구성되어야 한다. 기존 마이크로프로세서로 구현을 하게 되면 PWM 출력과 제어 알고리즘에 대한 연산 및 주변 I/O에 대한 구현이 용이하겠지만 DC Motor의 Encoder에서 나오는 신호를 카운터하기에는 부족한 측면이 많으며 마이크로프로세서의 연산처리 과정에 따라 제어 알고리즘 연산에 소비되는 시간도 FPGA로 구현한 시스템보단 상대적으로 여유가 없다. 본 논문에서는 FPGA만을 이용하여 PWM, HSC, PID, 주변 I/O등을 하나의 Chip에 System On Chip화함으로 실제 시스템에 적용할 때 제어시스템의 소형화와 제어대상을 고속의 정확성있는 제어시스템을 연구 하였다.
The intelligent auto-tuning method fur a strongly stable adaptive control system of a DC motor with great load inertia variation is proposed. The stable characteristic polynomial that is designed by an optimal servo is specified for the adaptive pole placement control system. The appropriate adaptive control system can be derived, by adjusting automatically the weight of a performance criterion in optimal control by means of the fuzzy inference on the basis of the stability index.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권4호
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pp.348-352
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2016
본 논문은 적정 전압 여자를 적용한 스위치드 릴럭턴스 전동기의 효율 개선에 대하여 기술한다. 세탁기와 같이 적용 속도에 큰 차이가 있는 부하의 경우 일정한 직류링크전압으로는 효율 개선에 어려움이 있다. 저속운전영역에서 과도한 직류전압의 영향을 줄이기 위해 보통 사용되고 있는 구동회로내의 다이오드 정류기 대신 SCR을 사용한 AC-DC 컨버터가 SRM 드라이버에 포함된다. AC-DC 컨버터는 저속에 알맞은 적정한 여자전압을 공급한다. 실험결과를 통하여 저속영역에서 효율이 개선됨을 확인하였다.
This paper presents a study of the performance of a brushless DC motor (BLDCM) speed control system. Recently, most motor controls are implemented in digital electronics. Digital controllers tend to be more accurate, less susceptible to noise and more flexible in terms of programming. The system used a digital PI controller in order to implement the constant speed of Brushless DC motor. Microprocessor used in this experiment is 80c196kc. The applied motor has been constructed using a 50W, 150V, 3000rpm, four-pole motor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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