• 한국산업융합학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.301-306
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• 2021

In this paper, we propose a modified back-stepping control method in view of the dynamic model of mobile manipulator has the nonholonomic constraints, these constraints should be considered to design a tracking controller for the mobile manipulator. The conventional back-stepping controller includes the dynamics and kinematics of the mobile robot systems. and the modified adaptive back0stepping method is applied to constructing the controller. The proposed controller can realize the tracking trajectory of the reference path. The efficiency and robustness of this control method is demonstrated by the simulation.

• 대한안전경영과학회지
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• 제17권3호
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• pp.363-370
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• 2015

In this paper, the control technique of the stepping motor using back electromotive force(B-EMF) without encoder is investigated. The stepping motor generally uses the rotary encoder to detect the rotor position. Since this method increases the cost and the motor configuration size, the new closed-loop control method applied for the B-EMF was implemented by using current detect circuit, AD-converter, and micro controller unit(MCU). The control loop of stepping motor became very simplified. The current change of stepping motor measured by the amplifier was measured and analyzed, when the missing step is occurred. Based on the data from current feedback, position errors were compensated and confirmed by using AD-converter.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.927-932
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• 2007

This paper proposes a robust back-stepping control with polynomial-type PD input for flexible joint robot manipulators to overcome parameter uncertainty. In the first step, a fictitious control is designed with polynomial-type PD input for the rigid link dynamic by the H-infinity control method. In second and third steps, the other fictitious control and real control are designed using saturation control and polynomial-type PD input based on the Lyapunov's second method. In each step, the designed robust inputs satisfy the L2-gain, which is equal to or less than gamma in the closed loop system. In contrast with the previous researches, the proposed method proves performance relations with PD gain from the robust gain. The performance robustness of the proposed control is verified through a 2-DOF robot manipulator with joint flexibility.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1413-1422
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• 2012

비선형 적응백스텝핑 제어기법은 외부 환경에 의한 여러가지 파라미터의 변동에도 불구하고 강인한 특성을 가진다. 이를 사용하여 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 정밀한 속도제어기를 설계하기 위해서는 빠른 제어 주기를 가져야만 한다. 하지만 속도 측정을 위한 엔코더의 분해능의 제약으로 연산주기를 빠르게 가져가지 못하고, 결국 제어기의 성능을 높이지 못하게 된다. 본 논문은 빠르고 정밀한 속도 제어기를 설계하기 위하여 비선형 적응백스텝핑 제어기법을 적용한 센서리스 속도 제어기 설계 방법을 제안한다. 제어기는 EKF(Extended Kalman Filter)를 이용하여 추정된 속도정보를 이용하여 비선형 적응백스텝핑 제어기법을 사용하는 방식으로 IPMSM의 속도 제어를 수행한다. 제안된 제어기의 성능은 PSIM을 이용한 모의 실험을 통하여 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.899-905
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• 2014

본 논문은 BLDC 전동기의 속도제어를 위해 백스텝핑 설계기법을 이용한 제어기 설계방법을 제안한다. 먼저 백스텝핑 설계기법으로 제어기를 기반으로 부하토크의 추정기를 설계한다. 부하토크의 추정기는 부하토크 변동에 대해 실시간 추정할 수 있도록 구성되어졌다. 제안된 제어기를 120W급의 BLDC 전동기에 적용하여 부하토크를 실시간 적응하면서 속도 레퍼런스를 추종하는 능력을 시험하였다. 그 결과 설계된 제어기와 추정기의 성능이 유용함을 보일 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.18-25
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• 2013

In this paper, a nonlinear controller based on adaptive back-stepping method is proposed for high performance operation of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM). First, in order to improve the performance of speed tracking, a nonlinear back-stepping controller is designed. In addition, since it is difficult to achieve the high quality control performance without considering parameter variation, a parameter estimator is included to adapt to the variation of load torque in real time. Finally, for the efficiency of power consumption of the motor, controller is designed to operate motor with the minimum current for the required maximum torque. The proposed controller is tested through experiment with a 1-hp Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) for the angular velocity reference tracking performance and load torque volatility estimation, and to test the Maximum Torque per Ampere (MTPA) operation. The result verifies the efficacy of the proposed controller.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.403-411
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• 2015

본 논문은 백스텝핑 설계기법을 이용하여 BLDC 전동기의 위치 및 속도, 전류제어를 위한 제어기 설계방법을 제안한다. 또한, 전체 시스템을 안정화하며 추종성능을 향상시킬 수 있는 적절한 제어이득을 설정하기 위한 방법을 제시한다. 제안된 제어기를 120W급의 BLDC 전동기에 적용하여 위치, 속도 및 전류 레퍼런스를 추종하는 능력을 시뮬레이션 시험하였다. 설계된 제어기가 정상상태의 오차가 1% 이내를 가짐으로 상태 추종 성능에 대해 유용한 제어기임을 보일 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1031-1039
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• 2013

This paper presents gain optimization of a 6-DOF underwater robotic platform with 4 rotatable thrusters. To stabilize the 6-DOF motion of the underwater robotic platform, a back-stepping controller is designed with 6 proportional gains and 6 derivative gains. The 12 gains of the backstepping controller are optimized to decrease settling time in step response in 6-DOF motion independently. Stability criterion and overshoots are used as a constraint of the optimization problem. Trust-region algorithm and hybrid Taguchi-Random order Coordinate search algorithm are used to determine the optimal parameters, and the results by two methods are analyzed. Additionally, the resulting controller shows improved performance under disturbances.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.855-864
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• 2011

본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 고성능 운전을 위해 비선형 제어를 기반으로 하는 적응 백스텝핑 제어기를 제안한다. 먼저 각속도의 추종성능을 향상시키기 위해서 비선형 백스텝핑 제어기를 설계한다. 파라메타 변동의 영향을 고려하지 않고 설계된 제어기는 고성능 운전이 어렵다. 부하토크의 변동에 대해 실시간 적응할 수 있는 파라메타 추정기를 설계에 포함하여 고성능 운전이 가능하게 한다. 또한 전동기의 효율적인 전력소비를 위하여 최대토크를 얻기 위한 최소전류의 운전을 할 수 있도록 제어기를 설계하였다. 제안된 제어기로 2마력급의 IPMSM에 적용하여 각속도 레퍼런스에 대한 추종성능과 부하토크 변동에 대한 추정, 그리고 MTPA(Maximum Torque per Ampere) 운전을 시험하여 일정토크 운전영역에서 안정화된 강건한 제어기임을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제4권4호
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• pp.277-282
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• 2002

This paper proposes a nonlinear adaptive controller based on back-stepping method for tracking reference substrate concentration by manipulating dilution rate in a continuous baker's yeast cultivating process in stirred tank bioreactor. Control law is obtained from Lyapunov control function to ensure asymptotical stability of the system. The Haldane model for the specific growth rate depending on only substrate concentration is used in this paper. Due to the uncertainty of specific growth rate, it has been modified as a function including the unknown parameter with known bounded values. The substrate concentration in the bioreactor and feed line are measured. The deviation from the reference is observed when the external disturbance such as the change of the feed is introduced to the system. The effectiveness of the proposed controller is shown through simulation results in continuous system.