KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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제2B권3호
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pp.115-124
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2002
This paper presents an active auxiliary edge-resonant DC link snubber with a ringing surge damper and a three-phase voltage source type zero voltage soft-switching inverter with the resonat snubber treated here for the AC servo motor driver applications. The operation of the active auxiliary edge-resonant DC link snubber circuit with PWM voltage is described, together with the practical design method to select its circuit parameters. The three-phase voltage source type soft-switching inverter with a single edge-resonant DC link snubber treated here is evaluated and discussed for the small-scale permanent magnet (PM) type-AC servo motor driver from an experimental point of view. In addition to these, the AC motor stator current and its motor speed response for the proposed three-phase soft-switching inverter employing Intelligent Power Module(IPM) based on IGBTS are compared with those of the conventional three-phase hard-switching inverter using IPM. The practical effectiveness of the three-phase soft-switching inverter-fed permanent magnet type AC motor speed tracking servo driver is proven on the basis of the common mode current in a novel type three-phase soft-switching inverter-fed AC motor side and the conductive noise on the mains terminal interface voltage as compared with those of the conventional three-phase hard-switching inverter-fed permanent magnet type AC servo motor driver for the speed tracking applications.
This paper poropsed an efficient optimization technuque to resolve redundancy and a trajectory planning for a high precision control using proposed optimization technique. The proposed techniqus is the joint disturbance torque optimizatioin considering redundancy in the joing servo control. Joint disturbance torque is not unknown it is described dynamic equation ignored friction and viscosity. The proposed technique is used the dynamic equatiion included the joint disturbance torque characteristics. Numerical example of 3 joint planar redundant robot manipulator is simulated. In the 2-norm minimization of joint disturbance torque we compared pseudoinverse local optimization with proposed technique, and the results showed better the proposed technique. So the proposed technique can be highly precision controlled redundant robot manipulators in the joint servo control.
Variable Structure Controller(VSC) is usually known to have robustness to bounded exogenous disturbances. The robustness is attributed to the discontinuous term in the control input. However, this discontinuous term also causes an undesirable effect called chattering. To alleviate chattering, a hybrid controller consisting of VSC and Fuzzy Logic Controller(FLC) is proposed, which belongs to the category of Fuzzy Sliding Mode Controller(FSMC). The role of FLC in FSMC is to replace a fixed gain of a discontinuous term with a time-varying one based on a specified rule base. The characteristics of proposed controller are shown to be similar to those of VSC with a saturation function instead of sign function. The only remarkable difference is the nonlinearity whose form can be adjusted by free parameters, normalize gain, denormalize gain, and membership functions. Applied to AC servo motor, the proposed controller is compared with VSC in a regulation problem as well as a speed tracking problem. The simulation results show a substantial chatter reduction.
The ultra precision linear stage is an essential device in the fields of MEMS and Bio technology. A piezo electric motor is widely used for its better linear characteristics, faster response time, and smaller size than conventional electro-magnetic actuator. We develop a new inchworm type motor to implement an actuator-integrated a long stroke linear stage which can move fast. To implement a servo system, we use a heterodyne interferometer as a position sensor, and we propose a new measurement technique using I/Q demodulator, and we propose a counting method to measure the position of fast moving object with low cost circuitry. The characteristics of the actuator and servo system are evaluated by measuring its displacement with a commercial laser interferometer.
This paper proposes a new and simple input prediction method for robust servo system. A robust tracking control system for optical disk drives was proposed recently based on both Coprime Factorization (CF) and Zero Phase Error Tracking (ZPET) control. The CF control system can be designed simply and systematically. Moreover, this system has not only stability but also robustness to parameter uncertainties and disturbance rejection capability. Since optical disk tracking servo system can detect only tracking error, it was proposed that the reference input signal for ZPET could be estimated from tracking errors. In this paper, we propose a new control structure for the ZPET controller. It requires less memory than the previously proposed method for the reference signal generation. Numerical simulation results show that the proposed method is effective.
Reference trajectory generation plays a key role in the computer control for accurate position control of machine. Generated trajectories must not only describe the desired tool path accurately, but must also have smooth kinetic profiles in order to maintain higher tracking accuracy, and to avoid exciting the natural modes of the mechanical servo control system. To achieve higher accurate position control, a method of limiting accelerating and decelerating speed data of reference trajectories is proposed to draw the path with an assigned accuracy without any complex operations.
A servo system requires faster and more accurate dynamic responses. Generally a PD control is mainly used to obtain the precision, and in the other hand a fuzzy control to improve the transient response and to cope with the nonlinearity of systems. Recently hybrid control, which is attempted to combine the advantages of PD control and a Fuzzy control was proposed, but this technique requires complicate design procedures. Therefore in this paper, a Fuzzy controller with a series of membership functions, and various sampling periods and rules, was designed on the basis of Lyapunov stability theory and auto tuning methods of input scale factors. And also it was showed to have the excellent adaptive performances against internal-external disturbances and the usefulness of this controller from the results of simulations.
This paper describes a Neural Network based PD control scheme for motion control of pneumatic servo cylinder. Pneumatic systems have inherent nonlinearities such as compressibility of air and nonlinear frictions present in cylinder. The conventional linear controller is limited in some applications where the affection of nonlinear factor is dominant. A self-excited oscillation method is applied to derive the dynamic design parameters of linear model. Based on the parameters thus identified, a PD feedback compensator is designed first and then a neural network is incorporated. The experiments of a trajectory tracking control using the proposed control scheme are performed and a significant reduction in tracking error is achieved by comparing with those of a PD control.
본 논문에서는 자동차 부품업체의 조립 공정에서 압입이나 볼트, 너트 체결에 주로 사용되는 프레스와 너트러너는 정밀도와 생산성 향상이 지속적으로 요구한다. 여러 대의 압입 시스템을 복합적으로 구성한 후 동기화를 통하여 일괄적인 제어를 수행하는 생산 시스템으로 시리얼 통신을 이용한 저속의 멀티 서보 프레스 시스템을 개발하였다. 그 결과로 정밀도와 생산성이 향상되었고 제품에 대한 품질향상을 이룰 수 있었다.
The accuracy of the servo control in CNC system has a great influence on the duality of machine product. Tracking performance of the servo control is deteriorated mainly by the time delay of the servo system and the inertia of the work table or bed. Contouring errors occur in every interpolation steps by the effect of the tracking performance. In this paper, $H_{\infty}$ two-degree-of-freedom(TDF) controller is designed for improvement to improve the tracking performance. The designed controller is applied 3-axis machining center model and the cutting accuracy is simulated in case of corner cutting, circular and involute interpolation. Simulation results show that $H_{\infty}$ TDF controller designed in this paper has a good effect to improve tracking performance in CNC system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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