본 연구에서는 슬라이딩 모드 관측기를 사용한 리튬 배터리의 충전량 예측방법에 대해서 논의한다. 배터리의 비선형 회로 모델링 기법이 소개되고 슬라이딩 모드 관측기를 사용한 충전량 예측기의 설계 방법이 논의된다. 기존의 복잡한 배터리 모델링 방법 대신, 단순화된 저항-커패시터 모델링 방법이 본 연구에서 사용되었다. 단순화된 모델에 의해 발생되는 오차나 불확실성은 슬라이딩 모드 관측기에 의해 보상되었다. 슬라이딩 모드 관측기의 구조는 단순하지만, 모델링 에러나 외란에 대해서 강인한 특성을 보여준다. 제안된 제어기의 수렴성은 등가제어 방법에 의해서 증명되었다. 제안된 시스템의 성능은 UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) 시험에 의해서 증명되었다. 시험 결과 제안된 시스템은 실제 주행 환경에서도 우수한 추적 성능을 보여주었다.
This paper describes the design and development of a novel semiconductor-based solid-state switch for damped oscillating voltage test system. The proposed switch is configured as two identical series-connected switch stacks, each of which comprising 10 series-connected IGBT function units. Each unit consists of one IGBT, a gate driver, and an auxiliary voltage sharing circuit. A single switch stack can block 20 kV-rated high voltage, and two stacks in series are proven applicable to 30 kV-rated high voltage. The turn-on speed of the switch is approximately 250 ns. A flyback topology-based power supply system with a front-end power factor correction is built for the drive circuit by loosely inductively coupling each unit with a ferrite core to the primary side of a power generator to obtain the advantages of galvanic isolation and compact size. After the simulation, measurement, and estimation of the parasitic effect on the gate driver, a prototype is assembled and tested under different operating regimes. Experimental results are presented to demonstrate the performance of the developed prototype.
본 논문에서는 NFC(Neuro-Fuzzy Controller)와 ANN(Artificial Neural network) 제어기를 이용한 IPMSM의 속도 제어 및 추정을 제시한다. PI 제어기에서 나타나는 문제점을 해결하기 위하여 신경회로망과 퍼지제어를 혼합적용한 NFC를 설계한다. 신경회로망의 고도의 적응제어와 퍼지 제어기의 강인성 제어의 장점들을 접목한다. 다음은 ANN을 이용하여 IPMSM 드라이브의 속도 추정기법을 제시한다. 2층 구조를 가진 신경회로망에 BPA(Back Propagation Algorithm)를 적용하여 IPMSM 드라이브의 속도를 추정한다. 추정속도의 타당성을 입증하기 위하여 시스템을 구성하여 제어특성을 분석한다.
Due to the large capacity and low cost, DC link electrolytic capacitors with of energy storage and voltage regulation are used for almost all types of power converter as the DC/AC inverter or DC/DC converter. Electrolytic capacitor, which is the most of the time affected by the aging effect, plays very important role for the power converter system quality and reliability. Therefore, this paper proposes a simple method to estimate the capacitance variation of an electrolytic capacitor in order to analyze the internal characteristic decrease and worn-out state of an electrolytic capacitor. Simulation results by using capacitor storage energy computation show the validity of the proposed capacitance estimation method.
Park, Chul-Won;Shin, Dong-Kwang;Kim, Chul-Hwan;Kim, Hak-Man;Kim, Yoon-Sang
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제6권4호
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pp.439-446
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2011
Frequency is an important operating parameter for the protection, control, and stability of a power system. Thus, it must be maintained very close to its nominal frequency. Due to the sudden change in generation and loads or faults in a power system, however, frequency deviates from its nominal value. An accurate monitoring of the power frequency is essential for optimum operation and prevention of wide area blackout. Most conventional frequency estimation schemes are based on the DFT filter. In these schemes, the gain error could cause defects when the frequency deviates from the nominal value. We present an advanced frequency estimation technique using gain compensation to enhance the DFT filter-based technique. The proposed technique can reduce the gain error caused when the frequency deviates from the nominal value. Simulation studies are performed using both the data from EMTP-RV software and the user-defined arbitrary signals to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm. Results show that the proposed algorithm achieves good performance under both steady state tests and dynamic conditions.
전력계통이 커지고 복잡해짐에 따라 전력계통의 상태를 정확하게 파악하고 안정하게 운영하는데 EMS의 역할이 더욱 커지고 있다. EMS에서 상태추정은 다른 응용프로그램에 대한 기본 자료를 제공하므로 중요하다. 우리나라는 EMS와 MOS를 이용하여 전력계통을 안정하게 운영하고 있다. 본 논문에서는 EMS와 MOS의 상태추정 알고리즘을 소개하고 차이점을 비교하였다. 또한 상태추정 파라미터 운영현황을 분석하여 이를 바탕으로 앞으로의 개선방향을 제시하였다.
In this paper, the speed regulation problem of permanent synchronous motor (PMSM) systems under the vector control framework is studied. A model reference adaptive controller (MRAC) based on the Lyapunov stability theory is first designed. Since the standard MRAC method provides poor disturbance rejection performance in the case of strong disturbances, a composite control method which combines the MRAC method and the disturbance estimation method, called the MRAC+ESO method, is proposed. An extended state observer (ESO) is introduced to estimate the lumped disturbances. The obtained estimated value acts as a feedforward compensation term to the MRAC controller. A stability analysis of the composite control method is given. Simulation and experimental results are presented and compared to show the effectiveness of the proposed control method.
This paper focuses on estimation of an non-integral quadratic function (NIQF) and integral quadratic function (IQF) of a random signal in dynamic system described by a linear stochastic differential equation. The quadratic form of an unobservable signal indicates useful information of a signal for control. The optimal (in mean square sense) and suboptimal estimates of NIQF and IQF represent a function of the Kalman estimate and its error covariance. The proposed estimation algorithms have a closed-form estimation procedure. The obtained estimates are studied in detail, including derivation of the exact formulas and differential equations for mean square errors. The results we demonstrate on practical example of a power of signal, and comparison analysis between optimal and suboptimal estimators is presented.
This paper analyzes the effect of resistance error to the performance of sensorless drive system of surface-mounted permanent magnet synchronous machine (SMPMSM) based on the back-EMF observer. The analysis shows that the bandwidth of the entire sensorless drive system decreased in the low-speed region when using smaller resistance value than the actual one in the back-EMF observer. Even if the back-EMF observer invokes estimation error, the entire sensorless drive system does not make any steady-state position error. These characteristics may have positive effects such as extension of the low speed limit that goes further down in the sensorless drive. The validity of the analysis is verified by the experimental setup comprising the MG set.
State-of-Charge (SOC) is one of the most important indicators for the battery management system. Thus its precise estimation is crucial not only for effectively utilizing the energy but also preventing critical situations from happening to the powertrain of the vehicle. However, lead-acid battery is time-variant and highly nonlinear, and the hysteresis phenomenon causes large errors in estimating SOC. This paper proposes a novel SOC estimation technique for the lead-acid battery by using Extended Kalman Filter (EKF) considering hysteresis effect. The validity of the proposed technique is verified through the experiments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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