데드 존 스위칭 영역을 갖는 정현파형 브러시리스 직류전동기의 가변구조 속도제어기 설계

Design of a Variable Structure Speed Controller having a Dead Zone Switching layer for the Sinusoidal type Brushless DC Motor

본 논문에서는 정현파형 브러시리스 직류 전동기의 속도제어를 위해 두 개의 스위칭 라인에 의해 구성된 채터링 둔감영역을 갖는 가변구조 속도제어기를 설계한다. 슬라이딩 모드 과정 중 과도상태에서 발생하는 고주파 채터링을 저주파로 한정시키기 위해 데드 존(Dead Zone) 함수의 도입을 제안하고, 정상상태에서의 채터링 및 정상상태 오차를 제거하기 위해서는 제어입력에 시변이득을 적용한다. 제안된 데드 존 함수는 두개의 스위칭 함수로 구성된 슬라이딩 영역을 표시하며 이 영역에 시스템의 상태가 존재 시제어 구조를 PI제어기로 변경하여 채터링이 발생하지 않으며 이 영역의 이탈 시만 가변구조제어를 적용하므로 채터링이 발생하게 되어 과도상태의 고주파 채터링을 저주파로 감소시킬 수 있다. 설계된 속도 제어기에 대해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 보인다.

In this paper, a chattering alleviation VSS controller for the sinusoidal type BLDC motor is designed. Dead Zone function is proposed to change the chattering occurring in the transient state from high frequency to low frequency and time-varying gains are applied for the control input to eliminate the steady state excessive chattering in the conventional ISM. The proposed Dead Zone function represents the sliding layer composed of two switching surfaces and if a state vector exists in this layer, the chattering don't occur. Simulation and experimental results confirm the useful effects of the above algorithm.