Mass Estimation of a Permanent Magnet Linear Synchronous Motor Applied at the Vertical Axis

수직축 선형 영구자석 동기전동기의 질량 추정

  • 이진우 (두원공과대학 메카트로닉스과) ;
  • 지준근 (순천향대 전기통신공학과) ;
  • 목형수 (건국대 전기공학과)
  • Published : 2008.12.20

Abstract

Tuning of the speed controller in the linear servo applications needs the accurate information of a mover mass including a load mass. Therefore this paper proposes the mass estimation method of a permanent magnet linear synchronous motor(PMLSM) applied at the vertical axis by using the recursive Least-Squares estimation algorithm. First, this paper derives the deterministic autoregressive moving average(DARMA) model of the mechanical dynamic system used at the vertical axis. The application of the Least-Squares algorithm to the derived DARMA model gives the mass estimation method. Matlab/Simulink-based simulation and experimental results show that the total mover mass of a PMLSM applied at the vertical axis can be accurately estimated at both no-load and load conditions.

선형 서보 응용분야에 사용되는 속도제어기를 정밀하게 조정하기 위해서는 부하를 포함한 가동부 전체의 정밀한 질량이 필요하다. 본 논문에서는 수직축 선형 영구자석 동기전동기의 가동부 질량을 추정하기 위한 방법으로 축차 최소자승 추정 알고리즘을 적용한 질량 추정방법을 제안한다. 먼저 수직축 선형 영구자석 동기 전동기의 기계적인 동적 시스템에 대한 DARMA(deterministic autoregressive moving average)모델을 유도하고, 유도된 DARMA모델에 축차 최소자승 추정 방법을 적용한 질량 추정방법을 제안하며, Matlab/Simulink를 이용한 시뮬레이션 및 실험 결과를 제시하여 제안한 방법으로 수직축 질량을 무부하 및 부하 시 모두 정밀하게 추정할 수 있음을 보였다.

Keywords

References

  1. Graham C. Goodwin and K. S. Sin, Adaptive Filtering Prediction and Control, Prentice-Hall Inc, pp. 7-105, 1984
  2. Faa-Jeng Lin, "Application of EKF and RLS estimators in induction motor drive", IEEE PESC Record, Vol. 1, pp. 713-718, 1996, June
  3. T. J. Kweon and D. S. Hyun, "High-Performance Speed Control of Electric Machine Using Low-Precision Shaft Encoder", IEEE Trans. Power Electron., Vol. 14, No. 5, pp. 838-849, 1999, Sept https://doi.org/10.1109/63.788480
  4. J. K. Ji and S. K. Sul, "DSP-Based Self-Tuning IP Controller with Load Torque Compensation for Rolling Mill DC Drive", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 42, No. 4, pp. 382-386, 1995, Aug https://doi.org/10.1109/41.402477
  5. S. J. Hong, H. W. Kim and S. K. Sul, "A Novel Inertia Identification Method for Speed Control of Electric Machine", Proceedings of the IEEE IECON, Vol. 2, pp. 1234-1239, 1996, Aug
  6. 이진우, "선형 영구자석 동기전동기의 최소자승법을 적용한 질량 추정", 전력전자학회 논문지, 제11권 제2호, pp. 159-163, 2006. 4
  7. Karl J. Astrom and B. Wittenmark, Computer Controlled Systems - Theory and Design, Prentice-Hall Inc, pp. 34- 64, 1984