This paper presents a vector control implementation for SPMSM(Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Motor) using dSPACE 1104 system and MATLAB/SIMULINK. SPMSM can be treated as a DC motor provided that currents of flux and torque component are controlled independently using vector control. Therefore various control algorithms for conventional DC motor control can be adopted to SPMSM. The system is designed to improve set-point tracking capability, fast response, and accuracy. In This paper, d-q equivalent modeling of PMSM is derived based on vector control theory. The PI controller is used for speed control and state feedback PI current control method is used for current control. For the implementation of high performance vector control system, dSPACE 1104 system is used. Simulations and experiments were carried out to examine validity of the proposed vector control implementation.
본 논문에서는 퍼지제어를 이용하여 사람의 얼굴을 추적하는 카메라를 구동하는 시스템을 구현한다. 팬틸트(Pan Tilt)구조를 가진 카메라 시스템은 먼저 영상을 PC로 보내고 PC에서는 추적알고리즘에 의한 추적 좌표를 다시 카메라에 전송하면 카메라는 목표 얼굴을 실시간으로 추적하는 방식으로 되어 있다. 카메라를 구동하는 2축의 스텝모터는 PC에서 전송된 목표 좌표로 최대한 빠르고 또한 부드럽게 제어되어야 한다. 이를 위해서 본 논문에서는 퍼지제어기를 제안하여 구동용 가·감속 주파수를 만들고 두 축의 스텝모터를 빠르면서도 부드럽게 제어한다 그리고 본 제안 방식의 효율성을 검증하기 위하여 실험 장치를 제작하고 실험을 수행한다.
본 논문은 가변게인 회전자 자속관측기를 이용하여 전동기의 영 속도를 포함하는 전 속도대역에서 우수한 성능을 갖는 스핀들 유도전동기의 센서리스 벡터제어기법을 제안하였다. 제안한 유도전동기의 센서리스 속도제어를 위한 고피나스 모델 자속관측기는 전동기의 저속영역에서 추정속도에 따른 가변구조 PI이득을 사용한다. 실험 결과는 제안한 센서리스 알고리즘의 만족스러운 운전 결과를 보여준다.
본 논문에서는 한계계단 응답특성을 이용하여 영구자석헝 동기전동기의 속도 제어계에 대한 새로운 자동동조 PI(Proportional Integral) 제어기를 설계하였다. 과도응답 기간동안 소위 한계입력이라고 하는 계단입력을 인가하여 Pㅑ 제어기의 자동동조를 위한 정보를 얻기 위한 기법을 제안한다. 시스템 파라메터 추정과 동시에 속도제어가 온라인으로 이루어지는데, 이것은 시스템의 불확실성에도 불구하고 한계입력에 의해서 얻어진 시스템 파라메터 정보가 연속적으로 PI 제어기에 적용될 수 있다는 것이다. 제안된 자동동조 알고리즘은 단조증가 계단응답 특성을 갖는 영구 자석형 동기전동기의 속도제어에 대한 시뮬레이션과 실험결과를 통하여 그 유효함을 확인하였다.
The performance characteristics of a dynamic control system are evaluated according to the transient and steady-state responses. The transient performance is the controllability of the output for the tracking of the reference or the ability to reduce or reject the effects of unwanted disturbances; alternatively, the steady-state performance is represented by the magnitude of the control error at the steady state. As the effects of the two performances on each other are reciprocal, a controller design that shows a zero steady-state error for the ramp input is uncommon because of the challenge regarding the achievement of an acceptable transient response. This paper proposes a PI+double-integral controller for the elimination of the steady-state error for the ramp input while a sound transient performance is maintained. The control-gain design procedure is described by the second-order response for the step input and the response of the error dynamics for the ramp input. The PI+double-integral controller is designed for the first-order transfer function that is derived from a system identification with the open-loop experiment data of the dc-motor. The simple structure of the proposed controller enables the adoption of a low-end microcontroller for the implementation of a real-time control. The experiment results show that the control performance is as effective as that of the simulation analysis for the operating point of linear system; furthermore, the PI+double-integral controller can be conveniently applied to the control system, which is desirable for the improvement of the steady-state error.
Induction motors are a critical component of many industrial processes and are frequently integrated in commercially available equipment. Safety, reliability, efficiency, and performance are some of the major concerns of induction motor applications. Preventive maintenance of induction motors has been a topic great interest to industry because of their wide range application of industry. Since the use of mechanical sensors, such as vibration probes, strain gauges, and accelerometers is often impractical, the motor current signature analysis (MACA) techniques have gained murk popularity as diagnostic tool. Fault tolerant control (FTC) strives to make the system stable and retain acceptable performance under the system faults. All present FTC method can be classified into two groups. The first group is based on fault detection and diagnostics (FDD). The second group is independent of FDD and includes methods such as integrity control, reliable stabilization and simultaneous stabilization. This paper presents the fundamental FDD-based FTC methods, which are capable of on-line detection and diagnose of the induction motors. Therefore, our group has developed the embedded distributed fault tolerant and fault diagnosis system for industrial motor. This paper presents its architecture. These mechanisms are based on two 32-bit DSPs and each TMS320F2407 DSP module is checking stator current, voltage, temperatures, vibration and speed of the motor. The DSPs share information from each sensor or DSP through DPRAM with hardware implemented semaphore. And it communicates the motor status through field bus (CAN, RS485). From the designed system, we get primitive sensors data for the case of normal condition and two abnormal conditions of 3 phase induction motor control system is implemented. This paper is the first step to drive multi-motors with serial communication which can satisfy the real time operation using CAN protocol.
전기굴삭기는 배터리에 저장된 에너지로 전동기-유압펌프를 구동해서 유압 에너지를 생성하고 이를 작업에 활용한다. 기존 유압굴삭기의 유압펌프는 디젤 엔진의 운전 효율에 최적화된 레귤레이터에 의해 제어되고, 유압펌프 자체의 효율은 고려되지 않았다. 전기굴삭기는 배터리를 에너지원으로 사용하기 때문에 전동기의 효율뿐 아니라 유압펌프의 효율을 함께 고려한 제어가 요구된다. 통합 제어를 위해서 유압펌프와 전동기의 출력과 효율 특성을 분석하여 효율맵을 작성하였고, 이를 바탕으로 최적동작맵을 구성하고 통합 제어 알고리즘을 개발했다. 알고리즘의 효과를 확인하기 위해 전기굴삭기 MILS 를 구성해서 통합 제어 알고리즘을 적용했다. 굴삭기 작업 시뮬레이션 결과는 통합 제어 알고리즘이 시스템 효율을 향상 시켰음을 보여준다.
환경 친화적인 개인 이동수단의 부상은 세계적인 추세이며, 국내최초 IT 융합 전기스케이트보드인 유스보드가 트렌드를 선도하기위해 개발되었다. 유스보드는 블루투스 v4.0 통신을 통해 유스웨어러블컨트롤러 또는 유스앱을 사용하여 원격으로 제어 가능하며, 최고 시속 25 km/h 속도를 낼 수 있고, 최대 운행 시간은 약 1.5 hr이다. 유스보드 데크 앞면에 위치한 LED 디스플레이는 라이더에게 세 가지 상태, 즉 배터리 잔량 SOC, 현재 주행속도, 그리고 제동량을 표시해 준다. 유스보드와 유스웨어러블컨트롤러 간의 실내 EMC 테스트 결과와 실외 실주행 테스트 결과가 분석되었으며, 특히 실주행 테스트로부터 타사 전기스케이트보드 대비 최대 전류를 약 15% 낮춤으로서 모터제어기의 부하 부담을 줄였다. 이러한 분석 결과들은 유스보드가 타사 전기스케이트보드들보다 작고 가볍고 저렴하며 이는 개인 이동수단으로 유용함을 나타낸다.
본 연구에서는 수직순환식 입체주차설비용 유도전동기를 제어할 수 있는 인버터장치를 개발하였다 차량의 주차 공간인 파렛트를 호출하는 경우 종래 시스템에 있어서의 승강장 정위치 제어 불능 문제와 이동속도가 잔존한 상태에서의 강제 제동에 따른 제동장치계통의 급속한 마모현상을 근본적으로 해결하도록 하였다. 또한 전원회생기능을 구비한 컨버터제어기를 적용함으로써 수전단 전원용량의 축소와 동작빈도수의 증가에 따른 소비전력의 절감 효과를 기하도록 하였다. 본 연구를 통해 수직순환식 기계식 주차설비의 구동제어에 있어서 부하에 따른 위치 및 속도제어를 효과적으로 구현함으로써 정숙한 운전 특성을 확보하였고 역률제어에 따른 에너지 절감 효과를 기하였다. 실험은 55㎾급 유도전동기를 대상으로 하여 그 결과를 확인하였다.
산업이 발전되어감에 따라 일반 가정에서 산업의 각 분야에 이르기까지 각종 전동기의 사용이 증가하고 있으며, 그 종류도 날로 다양해지고 있다. 이러한 이유로 산업전반에 널리 보급된 인터넷을 이용하여, 가변속 구동 시스템에 대해 원격조작하고, 일괄 관리하거나 실시간으로 관리기기의 상태를 파악하고, 데이터를 수집, 처리하는 것이 요구된다. 또한 인터넷을 통해 기기를 직접 제어, 관리함으로써 시간과 공간, 비용절감의 측면에서 큰 효과를 기대 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 웹 기반의 PMSM 원격제어시스템 개발을 연구하였다. 인터넷을 이용한 원격제어를 위해 DSP 제어기 및 TCP/IP를 사용한 클라이언트/서버 시스템과 PMSM의 상태와 Data를 확인할 수 있는 웹 인터페이스를 개발하였다. 이 시스템은 웹 기반의 관리 프로그램을 통해 실시간으로 PMSM의 기동, 정지 및 가변속에 대한 제어와 모니터링이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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