Abstract
In this paper, a nonlinear controller based on adaptive back-stepping method is proposed for high performance operation of IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor). First, in order to improve the performance of speed tracking a nonlinear back-stepping controller is designed. Since it is difficult to control the high performance driving without considering parameter variation, a parameter estimator is included to adapt to the variation of load torque in real time. In addition, for the efficiency of power consumption of the motor, controller is designed to operate motor with minimum current for maximum torque. The proposed controller is applied through simulation to the a 2-hp IPMSM for the angular velocity reference tracking performance and load torque volatility estimation, and to test the MTPA(Maximum Torque per Ampere) operation in constant torque operation region. The result verifies the efficacy of the proposed controller.
본 논문은 IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 고성능 운전을 위해 비선형 제어를 기반으로 하는 적응 백스텝핑 제어기를 제안한다. 먼저 각속도의 추종성능을 향상시키기 위해서 비선형 백스텝핑 제어기를 설계한다. 파라메타 변동의 영향을 고려하지 않고 설계된 제어기는 고성능 운전이 어렵다. 부하토크의 변동에 대해 실시간 적응할 수 있는 파라메타 추정기를 설계에 포함하여 고성능 운전이 가능하게 한다. 또한 전동기의 효율적인 전력소비를 위하여 최대토크를 얻기 위한 최소전류의 운전을 할 수 있도록 제어기를 설계하였다. 제안된 제어기로 2마력급의 IPMSM에 적용하여 각속도 레퍼런스에 대한 추종성능과 부하토크 변동에 대한 추정, 그리고 MTPA(Maximum Torque per Ampere) 운전을 시험하여 일정토크 운전영역에서 안정화된 강건한 제어기임을 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있었다.
