Design of Linear Model Following Controller to Reject Low Frequency Load Disturbance in DC Motor

직류전동기에서 저주파 부하외란에 강인한 선형 모델추종제어기 설계

PI controller has been used in the servo system. However the time response of the system designed using the PI control scheme does not provide with desirable time response in case of variation in system parameters or perturbation like a torque disturbance. LMFC(Linear model following controller) is being used to make the response of the system follow that of the model even though the parameter variation or the perturbation occurs. In this paper, a design method, RMFC(Robust Model Following Controller) is proposed, which use an auxiliary model in addition to the LMFC, which affords robustness against the low frequency load torque disturbance. The proposed method is more useful to rejecting the low frequency torque disturbance than LMFC. Proposed method is verified by simulation and experiment.

PI제어기는 서보시스템에 널리 사용되어 왔다. 그러나 PI제어기로 설계된 시스템응답은 부하변동과 같은 외란이나 시스템 변수의 변화에 대하여 원하는 시간응답을 보존할 수가 없다. 따라서 시간응답 특성의 견실성을 확보하면서, 구현상의 어려움을 해결하기 위하여 선형요소만으로 구성되는 선형 모델추종제어(LMFC: linear model following control) 방법이 있다. 이 방법은 기준모델의 출력을 플랜트가 추종하도록 제어하는 것으로, 플랜트의 구조적 섭동에 무관한 시간응답 특성을 얻을 수 있으나 부하토크에 대한 응답속도가 느린 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 모델추종제어기에 강인성향상기를 보조모델을 사용하여 도입함으로써 지주파 부하토크에 대한 응답속도를 향상시켰다. 제안된 제어기(RMFC: LMFC with robust enhancer)는 저주파 부하토크에 대하여 LMFC보다 강인한 특성을 보였으며 시뮬레이션 및 TMS320C30 DSP 시스템에 의한 실험으로 검증하였다.