• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1997년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.357-363
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• 1997

The windup phenomenon appears and results in the performance degradation when the PI controller output is saturated. A new anti-windup PI controller is proposed to improve the control performance of the variable-speed motor drives and it is experimentally applied to the speed control of a vector-controlled induction motor driven by a pulse width modulated(PWM) voltage source inverter (VSI). The integral state is separately controlled corresponding to whether the PI controller output is saturated or not. The experimental results show that the speed response has the much improved performances such as small overshoot and fast settling time over the conventional anti-windup technique. Although the operating speed command is changed, the similar control performance can be obtained by using the PI gains selected in the linear region.

• Journal of Power Electronics
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• 제15권1호
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• pp.177-189
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• 2015

The output of the controller is said to exceed the input limits of the plant being controlled when a control system operates in a non-linear region. This process is called the windup phenomenon. The windup phenomenon is not preferable in the control system because it leads to performance degradation, such as overshoot and system instability. Many anti-windup strategies involve switching, where the integral component differently operates between the linear and the non-linear states. The range of state for the non-overshoot performance is better illustrated by the boundary integral error plane than the proportional-integral (PI) plane in windup inspection. This study proposes a PI controller with a separate closed-loop integral controller and reference value set with respect to the input command and external torque. The PI controller is compared with existing conventional proportional integral, conditional integration, tracking back calculation, and integral state prediction schemes by using ScicosLab simulations. The controller is also experimentally verified on a direct current motor under no-load and loading conditions. The proposed controller shows a promising potential with its ability to eliminate overshoot with short settling time using the decoupling mode in both conditions.

• 전력전자학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.29-37
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• 2005

본 논문에서는 PI형태의 속도제어기를 장착한 고성능 유도전동기의 조건부 적분형 자동 튜닝 anti-windup 기법을 제안한다. 제안된 방법에서는 전동기 운전 조건에 대한 사전 정보 없이도 전동기 토오크 지령의 주파수 해석에 의해서 적분기 온/오프 시점이 결정된다. 따라서, 사용자는 anti-windup 동작을 위한 별도의 제어 상수를 설정하지 않아도 된다. 또한, 동작 조건이 변동하여도 과도 상태의 속도는 항상 최소한의 오버슈우트와 점착시간을 가지도록 동작한다. 본 기법은 속도 및 토오크 응답의 오버슈우트를 허용하지 않는 유도전동기 고성능 응용 분야에 유용하게 적용 될 수 있으며, 기본 개념은 화학 공정이나 산업용 로봇과 같은 일반 산업 응용 분야에도 확대 적용 가능하다.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.128-136
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• 2003

본 논문은 3상 4선식 전력시스템내의 고조파전류 및 중성선에 흐르는 영상 전류를 저감하기 위한 3상 4선식 능동전력필터의 직류전압 제어를 위한 누적방지기법 적용에 관한 연구를 수행한다. 비선형 스위칭 부하에 의해 발생한 고조파 전류를 효율적으로 저감하고 전력시스템의 전체 성능을 개선하기 위해서, 전력시스템의 운전 특성에 따라 3상 4선식 능동전력필터의 내부 직류전압을 제어할 필요가 있다. 직류전압 제어를 위해서 일반적으로 PI 제어기를 사용하나, 적분기에 의한 누적 오차는 직류전압 제어기의 동특성에 영향을 준다. 따라서 본 논문은 누적방지 기법의 사용을 제안하며, 3상 4선식 능동전력필터의 직류 전압 제어기의 동특성이 개선됨을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 증명한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.975-980
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• 2004

Positioning system is widely used for many practical applications. This system requires a good controller to achieve high accuracy and fast response with simple and self-adjustable design. In order to satisfy the above requirements, a new practical controller for positioning systems, namely nominal characteristic trajectory following (NCTF) controller with PI compensator, has been proposed. However, the effect of actuator saturation can not be completely compensated for integrator windup when the object parameters vary. This paper presents a method to improve the NCTF controller by overcoming the problem of integrator windup by adopting a fuzzy system. The improvement of the NCTF controller is evaluated through simulation using a rotary positioning system. The simulation result has demonstrated the effectiveness of the compensated NCTF in overcoming the problem of integrator windup.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(2)
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• pp.954-958
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• 2004

본 논문은 부하에 대한 빠른 응답특성을 보이는 새로운 토폴로지를 제안하였다. PI제어기 출력이 포화될 때 windup 현상이 나타나고 그 결과로 성능이 저하된다. 따라서 전동기의 가변속 제어성능을 위해 가속시에는 개선된 Anti-windup PI제어기만을 사용하고, 감속시에는 추가로 부하의 특성을 고려하여 braking 동작을 사용하였다. 시뮬레이션 및 실험결과는 속도성능면에서 제안된 방식이 종래의 다른 제어방식에 비해 우수함을 보여 준다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.80-81
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• 2013

유도전동기의 전류 제어 시 PWM(Pulse Width Modulation)이 만들어 낼 수 있는 전압 크기의 제한으로 인해 전류 제어기의 출력과 유도전동기에 입력되는 값이 다를 수 있다. 이로 인해 windup현상이 발생하게 되고, 이는 느린 정착 시간 및 큰 오버슈트와 같은 제어기 성능 저하를 야기 시킬 뿐만 아니라 심각할 경우 시스템의 불안정을 초래한다. 따라서 본 논문에서는 유도전동기의 전류 제어 성능을 개선하기 위해 새로운 anti-windup PI 전류 제어 방법을 제안하고, 실험을 통해 증명한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.40-48
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• 2011

An attemperator is a part of the 4-stage superheater in the boiler system of the thermal power plant. The attemperator receives the over-heated steam and makes the steam with proper temperature by adjusting the control valve of the cold steam. In this paper, the attemperator is modeled considering physical point of view and the linearized model is derived for the control purpose. To overcome the integral windup phenomenon due to the opening limitation of the control valve, an anti-windup PI controller is proposed to the attemperator and compared with the PI controller operated in the thermal power plant in view of control performance.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1779-1780
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• 2008

This paper presents a switching system of speed controller between PI (Proportional_Integrator) and P_LPF (Proportional_Low pass filter) to improve overshoot and slow settling time in DC motor. When the integrator is saturated in the PI controller, the error signal is integrated continuously. For preventing the state, the Anti-windup scheme is proposed. But the Anti-windup scheme dose not show stable characteristics in the whole speed command section after tuned a gain. By using P_LPF switching system these problems are improved and there is no need to tune of user hereafter, when the integrator is saturated. The proposed method is verified by the simulation results using MATLAB SIMULINK.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.10-13
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• 2004

본 논문에서는 복소수 벡터 기법으로 설계된 동기 좌표계 비례 적분(PI) 전류 제어기의 새로운 안티 와인드업(anti-windup) 기법을 제안한다. 복소수 벡터로 설계된 동기 좌표계 비례 적분 전류 제어기는 시스템 파라메터(parameter) 변동에 더 강인하다고 알려져 있다. 그러나 이 제어기의 안티 와인드업에 대한 연구는 아직 잘 이루어지지 않았다. 제어기는 그 구조에 따라 알맞은 안티 와인드업이 필요하게 되고, 적절치 못한 안티 와인드업 기법은 제어 시스템의 동특성을 저하시킬 수 있다. 그래서 복소수 벡터로 설계된 동기 좌표계 비례 적분 전류 제어기에 알맞은 안티 와인드업 기법을 제안하였고, 제안된 알고리즘(algorithm)의 유효성은 실험을 통하여 검증하였다.