• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.256-263
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• 2010

The paper proposes a sensorless speed control strategy for a PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) based on a new SMO (Sliding Mode Observer), which substitutes a signum function with a sigmoid function. To apply robust sensorless control of PMSM against parameter fluctuations and disturbance, the high speed SMO is proposed, which estimates the rotor position and angular velocity from the back EMF. The low-pass filter and additional position compensation of the rotor are used to reduce the chattering problem commonly found in sliding mode observer with signum function, which becomes possible by applying the sigmoid function with the control of a switching function. Also the proposed sliding mode observer with the sigmoid function has better efficiency than the conventional sliding mode observer since it adjusts the observer gain by variable boundary layer and estimates the stator resistance. The stability of the proposed sliding mode observer is verified by the Lyapunov second method in determining the observer gain. The validity of the proposed high speed PMSM sensorless velocity control has been demonstrated by real experiments.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.416-422
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• 2017

인간과 로봇이 같은 공간에서 작업을 할 경우가 많아짐에 따라 안전성을 고려한 로봇의 제어가 필요하다. 안정성을 위해서 로봇은 인간의 힘에 순응해야 함으로 낮은 임피던스가 요구되는 반면에 높은 제어성능을 갖도록 하기 위해서는 외란에 강인하기 위해서는 높은 임피던스가 요구된다. 이러한 이율배반적인 목적을 달성하기 위해서 본 연구에서는 적분슬라이딩모드와 외란관측기(DOB)를 사용하여 인간의 힘 이외의 외란에는 강인한 특성을 보이고 인간의 힘에는 순응할 수 있는 제어기를 설계한다. 인간의 동작이 특정 주파수의 범위에 있다는 사실에 근거하여 인간에 의한 외란인 경우의 외란에 대해서는 로봇이 순응하도록 슬라이딩모드를 설계하는 것이 본 논문의 독창적인 아이디어이다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제53권3호
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• pp.188-195
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• 2004

This paper presents neural load torque observer that is used to deadbeat load torque observer and gain compensation by parameter estimator As a result, the response of the PMSM(permanent magnet synchronous motor) follows that nominal plant. The load torque compensation method is composed of a neural deadbeat observer To reduce the noise effect, the post-filter implemented by MA(moving average) process, is adopted. The parameter compensator with 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 the problems. The neural network is trained in on-line phases and it is composed by a feed forward recall and error back-propagation training. During the normal operation, the input-output response is sampled and the weighting value is trained multi-times by 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 the load torque and the Parameter variation. A stability and usefulness are verified by computer simulation and experiment.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제51권10호
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• pp.573-580
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• 2002

This paper presents neural load disturbance observer that used to deadbeat load torque observer and regulation of the compensation gain by parameter estimator As a result, the response of PMSM follows that of the nominal plant. The load torque compensation method is compose of a neural deadbeat observer. To reduce of the noise effect, the post-filter, which is implemented by MA process, is proposed. The parameter compensator with RLSM(recursive least square method) parameter estimator is suggested to increase the performance of the load torque observer and main controller. The proposed estimator is combined with a high performance neural torque observer to resolve the problems. As a result, the proposed control system becomes a robust and precise system against the load torque and the parameter variation. A stability and usefulness, through the verified computer simulation and experiment, are shown in this paper.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.615-620
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• 2015

DOB (Disturbance Observer) is an useful control method for estimating the disturbance applied to dynamic systems. Disturbance observer can be used to implement a robust control system to generate a control input for rejecting the disturbance, and it can be also used to estimate the disturbance to obtain information. The system that uses disturbance estimation is investigated for high performance control such as automatic door systems, walking robot and electric power steering system in vehicles. In this paper, a novel disturbance observer which is called disturbance and current observer for estimating load torque in the motor system is proposed. The difference between the DOB for disturbance rejection and DCOB is mathematically verified. Current and angular velocity are required for estimating the load torque of the motor in DOB. However, the DCOB can estimate load torque and current without current sensor. DCOB is designed based on modeling of the motor system. Appropriate Q-filter is selected and the applicability of DCOB is verified by simulation. The estimated disturbance and current of the electric motor can be verified without current sensor, as experiments of the actual motor system.

• 전력전자학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.459-466
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• 2000

전정기관 자극용 회전자극기에 있어서 외란 관측기를 이용한 PMSM(permanent Magnet Synchronous Motor)의 강인한 정밀 속도 제어 방법에 대해서 제안한다. 본 제어기는 더욱 정확한 전정기관 평가를 가능하게 한다. 현기증을 유발시키기 위해서 지면에 수직인 회전축을 갖는 2D 자극기가 사용되어져 왔다. 그러나 정확한 현기증의 원인 규명을 위해서 회전축을 기울인 3D 자극기가 필요하다. 3D 자극기와 같이 기울임을 갖는 회 전자극기의 경우, 회전축에 대한 무게중심의 이격은 불평형 부하를 유발하게 된다. 이러한 경우에 대하여 강인한 속도 제어를 위한 외란 관측기를 이용하는 보상방법을 연구하였다 정확한 전정기관 자극을 위해 정밀한 속도 제어가 필요하며, 이러한 정밀 속도 제어에 있어서 외란의 영향을 제거하기 위해 데드비트 관측기와 같은 높은 이득을 갖는 관측기가 필요하다. 외란 관측기의 위치 제어에 대한 응용이 연구되어 졌다. 그러나 속도와 같은 노이즈가 많은 신호를 이용한 속도 제어에 있어서 데드비트 관측기는 노이즈 증폭 효과를 가져와 적용이 어렵다는 문제를 가지고 있다. 따라서 MA(Moving Average)처리를 이용하여 노이즈 효과를 저감한다. 이상의 제안된 알고리즘의 효과를 실험으로 보였다.

• 한국안전학회지
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• 제18권4호
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• pp.169-175
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• 2003

본 연구에서는 외부의 알 수 없는 외란을 포함한 수중이동시스템의 상태를 추정하는 추정방법을 제시하였다. 우선, 수중이동시스템의 동력학적 운동방정식을 수직평면과 수평평면에 대하여 확장 테일러 전개법에 의하여 각각 유도하였다. 수중이동시스템에서 바다표면의 파랑, 주류, 바람 등과 같이 측정하기 어려운 외력을 시스템의 외란으로 간주하였으며, 이러한 외란을 시스템에 대한 외부 입력으로 고려하였다. 본 연구에서는 위와 같은 외부에서 가해지는 잘 알려지지 않은 외란 등에 대해 전혀 영향을 받지 않는 미지외란 관측기를 제안하였으며, 제안된 관측기가 미지외란에 대해서 영향을 받지 않음을 증명하였다. 또한, 수중이동시스템의 강인한 제어를 위해 수치적인 시뮬레이션을 통하여 본 미지 외란 관측기의 유효성을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권1호
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• pp.101-108
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• 2004

An electro-hydraulic manipulator using hydraulic actuators has many nonlinear elements, and its parameter fluctuations are greater than those of an electrically driven manipulator. So it is relatively difficult to obtain stable control performance. In this report, we applied disturbance estimation and compensation type robust control to all axes in a 3-link electro-hydraulic manipulator. From the results of experiment, it was confirmed that the performance of trajectory tracking and attitude regulating is greatly improved by the disturbance observer, which model is the same for each axis. On the other hand, for the autonomous assembly tasks, it is said that compliance control is one of the most available methods. Therefore we proposed compliance control which is based on the position control by disturbance observer for our manipulator system. To realize more stable contact work, the states in the compliance loop are feedback, where not only displacement but also velocity and acceleration are considered. And we applied this compliance control to Peg-in-Hole insertion task and analyzed mechanical relation between peg and hole. Also we proposed new method of shifting the position of end-effector periodically for the purpose of smooth insertion. As a result of using this method, it is experimentally confirmed that Peg-in-Hole insertion task with a clearance of 0.05［mm］can be achieved.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.899-906
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• 2020

전동기의 제어에 있어서 전동기의 수학적 모델 오차와 작용하는 외란에 대해서 강건하며 정밀한 제어의 성능을 요구한다. 강건하며 정밀한 제어를 위하여 외란 관측기를 설계하여 부하변동을 추정하고, 공칭 시스템으로 설계된 백스텝핑 제어기에 적용하였다. 설계된 시스템의 제어 성능을 확인하고자 120 [W]급의 BLDCM(Brushless Direct Current Motor)에 적용하여, 위치제어 및 속도제어의 결과 외란을 극복하고 정상상태 오차가 영으로 수렴하며, 점근적 안정한 결과를 확인할 수 있다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제3권2호
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• pp.117-123
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• 2001

To improve control performance of a non-linear system, many other reserches have used the sliding model control algorithm. The sliding mode controller is known to be robust against nonlinear and unmodeled dynamic terms. However, this algorithm raises the inherent chattering caused by excessive switching inputs around the sliding surface. Therefore, in order to solve the chattering problem and improve control performance, this study has developed the sliding mode controller with a perturbation estimator using the observer-based fuzzy adaptive network. The perturbation estimator based on the fuzzy adaptive network generates the control input of compensating unmodeled dynamics terms and disturbance. And the weighting parameters of the fuzzy adaptive network are updated on-line by adaptive law in order to force the estimation errors converge to zero. Therefore, the combination of sliding mode control and fuzzy adaptive network gives rise to the robust and intelligent routine. For evaluation control performance of the proposed approach, tracking control simulation is carried is carried out for the hydraulic motion simulator which is a 6-degree of freedom parallel manipulator.