Speed Control of Permanent Magnet Synchronous Motor using Limited Step Response Characteristics

한계계단 응답특성을 이용한 영구자석형 동기전동기 속도제어

In this paper, a new auto-tuning PI controller for the speed servo system of a PMSM is designed by using limited step response characteristics. The method is proposed that gets information about auto-tuning of PI regulator by the injection of step input, called limited input, during a transient response time of control. System parameter estimation and speed control could be continuously executed. This means that in despite of system uncertainty the system information obtained by limited input can be continuously applied to the PI regulator. We demonstrate the effectiveness of the proposed auto-tuning algorithm through simulation and experiment result of the speed control for a PMSM having monotone increasing step response.

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.