• Journal of Power Electronics
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• 제8권4호
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• pp.354-362
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• 2008

This paper presents neural load torque compensation method which is composed of a deadbeat load torque observer and gains compensation by a parameter estimator. As a result, the response of the PMSM (permanent magnet synchronous motor) obtains better precision position control. To reduce the noise effect, the post-filter is implemented by a MA (moving average) process. The parameter compensator with an RLSM (recursive least square method) parameter estimator is adopted to increase the performance of the load torque observer and main controller. The parameter estimator is combined with a high performance neural load torque observer to resolve problems. The neural network is trained in online phases and it is composed by a feed forward recall and error back-propagation training. During normal operation, the input-output response is sampled and the weighting value is trained multi-times by the error back-propagation method at each sample period to accommodate the possible variations in the parameters or load torque. As a result, the proposed control system has a robust and precise system against load torque and parameter variation. Stability and usefulness are verified by computer simulation and experiment.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.1865-1874
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• 2013

본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 센서리스 운전을 위해 엔센티드 칼만필터를 기반으로 하는 속도와 위치 추정기의 설계방법을 제안한다. 제안된 방법은 회전축에 동기하여 설계된 관측기에 비해, 간단한 전류계측이 가능하고 관측기의 비선형 항이 포함되도록 상태 추정기를 설계하였다. 제어기는 비선형 백스텝핑 제어기법으로 구성하고, 추정된 속도와 위치정보로 속도와 전류제어를 수행하였다. 설계된 추정기의 성능은 시뮬레이션을 통해 dq축에 동기하여 설계된 추정기의 성능과 비교 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권6호
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• pp.1547-1558
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• 2015

A predictive functional control (PFC) scheme for permanent magnet synchronous motor (PMSM) servo systems is proposed in this paper. The PFC-based method is first introduced in the control design of speed loop. Since the accuracy of the PFC model is influenced by external disturbances and speed detection quantization errors of the low distinguishability optical encoder in servo systems, it is noted that the standard PFC method does not achieve satisfactory results in the presence of strong disturbances. This paper adopted the Kalman filter to observe the load torque, the rotor position and the rotor angular velocity under the condition of a limited precision encoder. The observations are then fed back into PFC model to rebuild it when considering the influence of perturbation. Therefore, an improved PFC method, called the PFC+Kalman filter method, is presented, and a high performance PMSM servo system was achieved. The validity of the proposed controller was tested via experiments. Excellent results were obtained with respect to the speed trajectory tracking, stability, and disturbance rejection.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.418-426
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• 2003

컴퓨터 모니터를 통해 안구망막의 형태와 두께를 보기 위해서 레이저의 경로차를 이용하는 SLO 장비가 사용되고 있다. 이러한 방법으로 망막의 선명한 3차원 영상을 보기 위해서는 레이저 광경로 시스템의 정확한 동기제어가 필요하다. 이 영상을 얼기 위해서는 평면주사를 하는데 있어서 정밀동기제어가 매우 중요하다. 본 논문에서는 안구의 3차원 영상을 만들기 위해 고속 동기제어를 구현한다. 또한 고속 제어시 부하 관성에 의해 발생하는 위치 응답의 오차를 보상하기 위해서 기존 PI(Proportional-Integral) 제어기에 데드비트 외란 관측기를 추가한다. 제안된 제어시스템은 고속 제어시 발생하는 토크 변화에 강인하고 정밀한 시스템이 된다. 이상의 제안된 시스템의 안정성과 유용함이 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.1681-1690
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• 2013

본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 센서리스 운전을 위해 확장 칼만 필터를 기반으로 하는 속도와 위치 추정기의 설계방법을 제안한다. 제안된 방법은 상태 추정의 정밀도를 향상시키기 위해서 시스템 모델의 상태추정구간을 더욱 세분화하여 나누고, 세분화한 각 구간을 테일러급수 전개하여 일차항만 사용하여 추정하였다. 제안된 상태 추정기는 2차 확장칼만필터에 비해 사전추정의 연산의 양을 크게 하지 않고, 상태추정의 정밀도가 증가함을 시뮬레이션을 통해 보일 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.543-551
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• 2019

영구자석 동기 전동기는 출력 밀도가 높고 효율이 높다는 장점 때문에 적용 범위가 넓어지고 있다. 자동차나 로봇과 같은 고전력밀도, 고성능 전동기 구동 시스템뿐만 아니라 세탁기, 에어컨, 냉장고와 같은 비용 절감이 매우 중요한 시스템에도 영구자석 동기 전동기가 사용되고 있다. 비용 절감을 위해 회전자 위치 센서를 제거하는 센서리스 제어가 필요한데, 일반적으로 센서리스 제어는 전동기를 기동하는 조건에서는 사용하기 어렵다. 따라서 초기 기동에서는 전류 벡터를 임의의 속도로 회전시키는 I-F 속도 제어를 사용하고, 특정 속도 이상이 되면 센서리스 속도 제어로 절환해야 한다. I-F 속도 제어와 센서리스 속도 제어에서의 속도 제어 성능도 중요하지만 두 제어 기법이 절환되는 과도 상태에서도 속도 제어 성능을 유지해야 한다. 본 논문에서는 영구자석 동기 전동기의 센서리스 속도 제어를 위해 I-F 속도 제어에서 센서리스 속도 제어로의 절환 기법을 제안한다. 제안된 기법의 성능을 확인하기 위해 세탁기 구동 시스템에서 실험을 수행하였다.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제6권5호
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• pp.689-701
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• 2008

In this paper, a fully adaptive feedforward feedback synchronized tracking control approach is developed for precision tracking control of 6 degree of freedom (6DOF) Stewart Platform. The proposed controller is designed in decentralized form for implementation simplicity. Interconnections among different subsystems and gravity effect are eliminated by the feedforward control action. Feedback control action guarantees the stability of the system. The gains of the proposed controller can be updated on line without requiring any prior knowledge of Stewart Platform manipulator. Thus the control approach is claimed to be fully adaptive. By employing cross-coupling error technology, the proposed approach can guarantee both of position error and synchronization error converge to zero asymptotically. Because the actuators work in synchronous manner, the tracking performances are improved. The corresponding stability analysis is also presented in this paper. Finally, simulation is demonstrated to verify the effectiveness of the proposed approach.

• 전기학회논문지P
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• 제57권3호
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• pp.215-224
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• 2008

In this paper, we introduced a linear motor-based transfer system with an active pid controller which can be replaced with an automated guided vehicle (AGV) for the port automation. This system, which is named LMCTS(liner motor-based container transfer system), is based on PMLSM (permanent magnetic linear synchronous motor) which basically consists of stator modules on the rail and shuttle car. Therefore more progressive and adaptive control mechanisms should be required to control a system with large variation of container weight, the difference of each characteristic of stator modules, a stator module's trouble etc. We introduced an active control mechanism with an online tuning scheme using modified evolutionary strategy. Some computer simulations are implemented to assess the robustness of the proposed system.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.53-60
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• 2015

For high-accuracy position control of a linear motor, it has been proposed a nonlinear controller including a synchronization algorithm. Linear motors are easily affected by force ripple, friction, and parameter variations because there is no mechanical transmission to reduce the effects of model uncertainties and external disturbances. Synchronization error is also caused by skew motion, model uncertainties, and force disturbance on each axis. Nonlinear effects such as friction and ripple force are estimated and compensated for. The synchronization algorithm is used to reduce the synchronous error of the two side pillars. The performance of the controller is evaluated by computer simulations.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권1호
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• pp.18-25
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• 2007

Linear motor is easily affected by load disturbance, force ripple, friction, and parameter variations because there is no mechanical transmission to reduce the effects of model uncertainties and external disturbance. These nonlinear effects have been reduced for high-speed/high-accuracy position control either through the better motor design or via the better control algorithm that can compensate the nonlinear effects. In this paper, a nonlinear adaptive control algorithm is designed and applied for the position control of permanent magnet linear synchronous motor. In order to estimate and compensate the nonlinear effects such as friction and force ripple, the estimation and the nonlinear adaptive control laws are derived based on the virtual control input and a suitable Lyapunov function. The proposed controller is evaluated through the computer simulations. The control algorithm is also implemented to a DSP board and interfaced to the PMLSM for verifying the realtime control performance.