Chattering Reduction of Variable Structure Controller for Position System of Induction Motor

유도전동기의 위치제어 시스템을 위한 가변구조제어기의 떨림저감

It has been known that variable structure control(VSC) has theoretically powerful control technique of providing fast response, no overshoot, and very robust control with respect to system parameter variations and disturbances. However, the technique has not become more widely extended in the industrial circles because chattering phenomenon which may excite high-frequency unmodelled plant dynamics and damage to system components exists. In this paper, a modified variable structure control(MVSC) is developed to alleviate these problems which are applied to the position control of induction motor. While the conventional VSC makes the structure of the system change with high-frequency switching on the center of the one switching surface, in the MVSC two switching surface are used to establish a sliding sector. The structure of the system will be changed with low-frequency switching. Therefore, the proposed algorithm has the properties of reducing chattering, retaining the benefits achieved in the conventional VSC, and working even under the influences of parameter variations. Experimental results show the effectiveness of the control strategy proposed here for the position control of induction motor.

가변구조 제어기는 이론적으로 빠른 응답특성을 가지며 오버슈트가 없고 외란이나 파라미터 변동에 강인한 제어기로 알려져왔다. 그러나 가변구조 제어기는 모델링과정에서 무시된 플랜트의 고주파 동특성을 여기할 수 있고, 또 시스템을 구성하는 소자들에 손상을 줄 수 있는 채터링현상이 발생하기 때문에 산업현장에서 널리 적용되지 못하고 있다. 본 논문에서는 채터링을 저감시키기 위한 개선된 가변구조 제어기를 제안하고 유도전동기의 위치제어에 적용한다. 기존의 가변구조 제어기는 한 개의 스위칭면을 중심으로 고주파 스위칭을 행하여 시스템의 구조를 절환한 반면에, 개선된 가변구조 제어기는 한 개의 면 대신 슬라이딩 영역을 이루기 위해 두 개의 스위칭면을 가지며 이 영역 내에서 저주파 스위칭으로써 시스템 구조를 절환하게 된다. 그러므로 제안된 알고리즘은 기존의 가변구조 제어기가 가지는 빠른 응답성이나 강인성을 유지하면서 고주파 채터링을 저감시키는 특징을 가지며 전동기정수 변동에도 양호하게 동작하고 있다. 제안하는 제어기의 타탕성을 확인하기 위해 실험을 행하였다.