동기발전기 출력전압은 여자시스템의 계자전류 제어에 의해 일정하게 유지된다. 고주파 PWM 컨버터(전류제어 모드 buck 컨버터) 형태의 여자시스템은 부하변동이 발생하였을 때 동기발전기의 계자전류를 제어하게 된다. 이 논문은 정상상태 및 과도상태에서의 안정화를 개선하기 위하여 여자시스템의 설계 및 실험에 대해 다루었다. 시뮬레이션 및 실험 결과는 제안된 여자시스템이 50[kW] 동기발전기의 DVR에 의해 응답시간이 개선되었음을 보여주었다.
본 논문에서는 관성 모멘트 동정에 의해 상태관측기의 성능 및 유도전동기의 저속운전 특성을 개선하는 알고리즘을 제안하였다 저속운전 영역에서 저 분해능 엔코더를 사용하는 속도 검출법은 속도 주기내에 펄스수가 너무 적어 정확한 속도정보를 얻을 수 없다 이러한 문제점을 개선하고자 속도와 외란을 추정할 수 있는 고피나스 이론에 근거한 상태관측기를 설계하여, 외란이 제거된 제어를 수행하였다. 또한 추정된 속도와 외란의 오차를 최소화하기 위하여 전동기의 관성 모멘트를 추정하고, 관측기의 공칭 관성 린멘트를 동정하였다. 시뮬레이션과 실험결과로부터 제안된 알고리즘은 6[rpm] 이하의 저속영역에서 과도응답 특성의 향상을 보여주었다.
The inter-conversion between different control laws in flight has a lot of risk. The SWM(Switching Mechanism) including logic and stand-by mode is designed to analyze the transient response of aircraft during inter-conversion between different control laws, based on the in-house software for non-real-time and real-time simulation. The SWM applies the fader logic of TFS(Transient Free Switch) to minimize the transient response of an aircraft during the inter-conversion, and applies the reset '0' type of the stand-by mode to prevent surface saturation due to integrator effect in the disengaged flight control law. The transition time is also important to minimize the objectionable transient response in the inter-conversion, as well as the transition control law design. This paper addresses the results of non-real-time simulation for the characteristics of transient response to different transition time to select the adequate transient time, and the real-time pilot evaluation, using SSWM(Software Switching Mechanism) and HSWM(Hardware Switching Mechanism), which is met for Level 1 flying qualities and assures safety of flight.
IT 산업의 발달로 AOI 장비의 보급이 확산되고 있으며, 장비의 사용되는 카메라의 높은 해상도를 요구하고 있다. 높은 해상도를 얻기 위해 카메라의 중량이 증가되고 있으며, 그로 인해 진동변위가 커지게 되어 촬상에 문제가 생기고 제어 또한 어려워지고 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석프로그램인 NX/NASTRAN을 이용하여 카메라가 관성에 의한 충격력을 받을 때의 과도응답분석을 해 보았다. 또한 Laser Interferometer 측정 결과와의 상관관계 분석을 통하여 향후 AOI의 구조 개선 시, 유한요소해석으로 설계의 신뢰성을 검증할 수 있도록 하기 위한 해석모델을 개발하였다.
본 논문에서는 PSCAD/EMTDC 프로그램을 통해 제주 80kV Pilot HVDC 시스템을 구현하고 제어기를 모델링하였다. ac 계통 연계 시뮬레이션을 위해 제주 ac 계통을 축약하였으며, dc 계통 시뮬레이션을 위해 컨버터 변압기, 고조파 필터 및 dc 전송선로의 설계 파라미터를 적용하였다. HVDC 제어기는 컨버터의 운전모드에 따라 인버터 제어기와 정류기 제어기로 나뉘며, 인버터 제어기는 전류제어기, 전압제어기, 소호각 제어기로 구현하였고, 정류기의 제어기는 전류제어기 및 전압제어기로 구현하였다. 인버터와 컨버터의 V-I 특성곡선에 VDCOL을 적용하여 전압에 따른 전류의 의존 특성을 반영하였다. 제어기의 단위 응답, ac 계통 단상 지락 고장, 3상 지락 고장에 대해 시뮬레이션하여 설계한 제어기의 정상상태 및 과도상태시 동특성을 검증하였다.
고속 엘리베이터는 높은 안정성과 제어성이 필요하므로 기동, 정지시에 영 속도를 포함한 정밀 구동이 필요하다. 유도전동기의 정밀 구동을 위하여 사용되어온 벡터 제어 기법은 슬립 주파수 제어에 의한 간접 벡터 제어와 계자편향에 의한 직접벡터 제어의 두가지 종류로 분류할 수 있으며, 직접벡터제어의 경우 전동기 제어 변수의 변화에 강건한 반면에 직접 벡터 제어의 경우 비교적 넓은 속도구간에서 제어가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서 토크는 직접 벡터기반으로 제어하고, 지속은 간접 벡터 기반으로 제어함으로써 유도전동기의 과도상태 동작과 시동시 영 속도 부근 및 저속 영역에서의 동작이 보다 강건하도록 개선된 직접토크-간접자속(DTIF, Direct Torque Indirect Flux)제어기를 제시하였다. 3상 유도전동기의 구동을 위하여 제안된 시스템의 수행결과는 시뮬레이션과 실험을 통하여 입증하였으며, 영 속도부근과 저속에서 고속으로의 변환과정은 속도응답에 대한 상전압, 상전류 그리고 DC링크 전류를 비교 측정하여 안정하고 강건한 속도변화가 이루어짐을 확인 할 수 있었다.
일반적으로 관성시스템의 제어 문제는 결국, 시스템 자체에서 발생하는 진동을 최대한 억제하면서 빠른 시간에 출력이 기준입력을 추종하는데 있다. 이 경우 문제로 되는 것은 시스템의 모델링 과정에서 발생하는 플랜트의 불확실성과 parameter 변동이다. 여기서는 일반적인 강인한 제어기 설계 이론의 하나인 H$_{*}$ 이론이 가지는 단점인 제어기의 보수성을 극복하면서, 동시에 출력의 과도응답특성을 개선하기 위한 방법으로 H$_2$이론을 병용하고 이를 LMI 이론으로 해석하였다. 이 과정에서 3 관성시스템에 LMI 이론을 적용하기 위한 일반화플랜트의 모형을 제시하고 이것의 유효성을, 모델의 불화실성과 parameter변동을 동시에 고려한 simulation을 통하여 확인하였다.
본 논문에서는 UPS 인버터의 성능 개선을 위하여 출력측 LC 필터의 커패시터 전압과 전류의 2중 제어루프를 구성하고, 2중 제어루프에 디지털 제어시스템을 채택하였다 또한, 디지털 제어기의 연산지연시간을 보상하기 위하여 이러한 연산지연시간을 인버터 플랜트의 고유한 파라미터로 가정하고, 플랜트 모델에 포함시켜 모델링 하였다. UPS 인버터 출련전압의 과도상태 응답특실을 개선하고, 파라미터 변동에 강인한 특성을 얻기 위하여 2중 제어루프에서 내부 전류 제어루프는 내부 모델 제어기를 제안하였다. UPS 인버터 출력전압의 0의 정상상태 오차를 얻기 위하여 외부 전압 제어루프는 비례 제어기와 공진 제어기를 병렬로 연결한 비례-공진 진압제어기를 제안하였다.
본 논문에서는 UPS 인버터의 성능 개선을 위하여 출력측 LC 필터의 커패시터 전압과 전류의 2중 제어루프를 구성하고, 2중 제어루프에 디지털 제어시스템을 설계하였다. 또한, 디지털 제어기의 연산지연시간을 보상하기 위하여 이러한 연산지연시간을 인버터 플랜트의 고유한 파라미터로 가정하고, 플랜트 모델에 포함시켜 모델링 하였다. UPS 인버터 출력전압의 과도상태 응답특성을 개선하고, 파라미터 변동에 강인한 특성을 얻기 위하여 2중 제어루프에서 내부 전류 제어루프는 내부 모델 제어기를 제안하였다. UPS 인버터 출력전압의 0의 정상상태 오차를 얻기 위하여 외부 전압 제어루프는 비례 제어기와 공진 제어기를 병렬로 연결한 비례-공진 전압제어기를 제안하였다. 또한, 사용자에게 쉽게 UPS의 동작 상태를 표시하기 위하여 그래픽 사용자 인터페이스를 이용한 UPS의 모니터링 시스템을 구현하였다.
지진동에 대처하기 위한 구조물의 능동제어기를 설계할 때, 모델링의 오차 및 외란의 불확실성을 무시하고 진행하면 제어성능이 크게 퇴화될 수 있다. 심지어 시스템 전체가 불안정하게 되어 제진이 불가능하게 될 가능성도 배제할 수 없다. 본 연구의 목적은 슬라이딩 모드제어기(SMC)라 불리는 비선형제어기의 제어성능을 TMD가 장착된 구조물에 설계하여 그 적용 가능성을 검토하는 것이다. 이때 가진 외란은 FFT 해석으로 탁월주파수를 분석한 3개의 지진동이다. SMC로 제어한 결과, 구조물의 질량과 강성이 ${\pm}30%$ 섭동되어도 강인성을 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 오버슈트가 증대되고 정정시간이 증가하는 등 과도응답성능은 다소 퇴화되는 것을 확인할 수 있었다. 전반적으로 SMC는 모델링 및 외란의 불확실성에 대해 강인함을 유지하고 지진동을 효과적으로 제어하는 능동제어법으로 TMD 구조물과 결합시켜 지진동제어에 적용해 볼 수 있는 유용한 기법이라 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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