• Title/Summary/Keyword: 독립축 제어기

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Controller Design and Validation of Radial Active Magnetic Bearing Systems Considering Dynamical Changes Due To Rotational Speeds (회전속도에 따른 동역학적 변화를 고려한 반경방향 능동 자기베어링 시스템의 제어기 설계 및 검증)

  • Jeong, Jin Hong;Yoo, Seong Yeol;Noh, Myounggyu
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.9
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    • pp.925-932
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    • 2014
  • If a rotor possesses a high gyroscopic coupling or the running speed is high, the dynamical changes in the rotor become prominent. When active magnetic bearings are used to support such rotors, it is necessary for the bearing controller to take these dynamical changes into consideration. Independent-axis controllers, which are the most commonly used, modulate the bearing force solely based on the sensor output of the same axis. However, this type of controller has difficulties in overcoming the dynamical changes. On the other hand, mixed-axis controllers transform the sensor output into components corresponding to the vibrational modes. A separate controller can then be designed for each vibrational mode. In this way, the controller can be designed based on the dynamics of the rotor. In this paper, we describe a design process for a mixed-axis controller that uses a detailed mathematical model of the system. The performance of the controller is evaluated based on the ISO sensitivity requirements and unbalance response, while considering the change in the system dynamics due to the running speed.

공작기계의 곡선형 경로에 대한 오차모델을 이용한 제어기설계

  • 길형균;이건복
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.189-189
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    • 2004
  • 본 논문은 CNC 밀링머신을 이용한 절삭가공 등 2축시스템의 위치제어 시스템을 대상으로 한다. 기존의 제어방식은 크게 독립축제어와 상호결합제어로 분류할 수 있다. 독립축제어는 두 축의 통합된 운동을 각각의 독립된 축에 대한 추적제어를 수행하여 원하는 공구경로의 위치 정밀성을 향상시키고자 하는 것이고, 상호결합제어는 지령경로에 대한 추적성능보다는 현재의 윤곽오차를 감소시키는 방향으로 제어입력을 인가하여 가공윤곽의 오차를 감소시키는데 주목적이 있다. 또한 최근의 작업공정의 고속화 경향은 윤곽오차를 감소시키면서도 추적성능이 우수한 제어방식을 요구하고 있다.(중략)

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Integrated Controller Design for Multi-Axis CNC Systems (다축 CNC 시스템의 통합형 제어기 설계)

  • Lee Hak-Chul;Jee Sung-Chul
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.23 no.5 s.182
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    • pp.93-102
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    • 2006
  • This paper proposes a controller design analysis for three-axis CNC systems considering both contouring and tracking performance. The proposed analysis inclusively combines axial controllers for each individual feed drive system together with cross-coupling controller at the beginning design stage as an integrated manner. These two controllers used to be separately designed and analyzed since they have different control objectives. The proposed scheme includes a stability analysis for the overall control system and a performance analysis in terms of contouring and tracking accuracy. Computer simulation is performed and the results show the validity of the proposed methodology. Further, the results can be used as a basic guideline in systematic and comprehensive controller design for multi-axis CNC systems.

Design of a 3-Axis Cross-Coupling Control System Considering Both Contouring and Tracking Performance (윤곽제어 및 위치추종 성능을 고려한 3축 연동제어 시스템 설계)

  • Lee H.;Jee S.
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.137-138
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    • 2006
  • This paper proposes a controller design analysis for three-axis CNC systems considering both contouring and tracking performance. The proposed analysis inclusively combines axial controllers for each individual feed drive system together with cross-coupling controller at the beginning design stage as an integrated manner. These two controllers used to be separately designed and analyzed since they have different control objectives. The proposed scheme includes a stability analysis for the overall control system and a performance analysis in terms of contouring and tracking accuracy. Computer simulation is performed and the results show the validity of the proposed methodology.

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Development of stepping motor controller for Buncher control at PLS 2GeV Linac (포항가속기의 2GeV 선형가속기 번쳐 제어용 스테핑 모터 제어기 개발)

  • Kim, S.C.;Lee, G.S.;Noh, J.T.;Nam, S.H.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07f
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    • pp.2773-2775
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    • 1999
  • 포항가속기의 선형가속기 buncher 및 prebuncher 시스템은 가속기 건설 시에 중국의 IHEP로부터 도입된 것이다. 전체적인 시스템은 완성되었으나, 그 동안 몇 가지의 문제점이 있어, 제한된 조건하에서 사용해왔다. 이와 같은 문제점을 해결하여 선형가속기 기계장치를 이용한 연구를 활성화하고 보다 나은 전자빔을 공급해주기 위하여 일부 기계장치를 포함한 모터 및 구동부, 제어부등에 대한 성능개선을 하였고 현장 시험과 설치를 완료하였다. 특히 모터는 설치가 간단하고 정밀한 제어를 할 수 있는 5선 식 5상 스텝 모터를 사용하였고, 구동부는 MOSFET을 이용한 정 전류 초핑 방식을 채택하여 크기와 발열량을 줄였다. 그리고, 제어부는 4축의 독립된 유닛이 단일의 RS485 직렬 접속에 의해서 원격으로 제어가 가능하도록 구성하였다.

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Design of a Hub BLDC Motor Driving Systems for the Patrol Vehicles (경계형 차량 구동용 허브 bldc 전동기 구동시스템 설계)

  • Park, Won-seok;Kunn, Young;Lee, Sang-hunn;Choi, Jung-keyng
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2013.10a
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    • pp.612-615
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    • 2013
  • Hub BLDC(Brushless Direct Current) motor, called wheel-in motor is a outer rotor type high efficient direct driving motor which have a multi-pole permanent magnet type rotor as a driving wheel. This study shows a hub BLDC motor speed controller design methode using PIC micro controller to drive 2 wheels or 3 wheels driving body having hub motor driving shaft. The motor driver unit consists of six discrete MOSFET switching devices and the gate driving module is directly designed for high economy.

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Design and Verification of Disturbace Observer based Controller for Windturbine with Two Cooperative Generators (두 대의 협력적인 발전기를 갖는 풍력발전기의 외란관측기 기반 제어기의 설계 및 검증)

  • Lee, Kook-Sun;Cho, Whang;Back, Ju-Hoon;Choy, Ick
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.12 no.2
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    • pp.301-308
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    • 2017
  • This paper proposes a disturbance observer based controller design method for generating and yawing control of windturbine with two cooperative generators. Windturbine system with two cooperative generators is a distinct structure in which the wind energy supplied by blade axis is converted into electrical energy by two cooperative generators. In this structure, two generators can be controlled independently and therefore they can generate power, simultaneously performing yawing control of nacelle without extra yawing mechanism by cooperatively controlling generating load in appropriate manner. Using this structural trait, this paper designs a disturbance observer based controller that enables the windturbine system with cooperative generators to generate and yaw stably, and verifies the performance of the controller experimentally by applying it to a small-scale windturbine system with the same structure.

Implementation of Multi-Motor Controller Based on a Single Microcontroller (단일 마이크로컨트롤러 기반 다중 모터제어기 구현)

  • Kwon, Jae-Min;Lee, Kyung-Jung;Ahn, Hyun-Sik
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.15 no.1
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    • pp.237-243
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    • 2015
  • In this paper, we consider a cascaded type of control architecture for a multi motor-based feedback control system and propose an ADC (Analog to Digital Converter) resource allocation method to efficiently utilize the limited ADC resources. The purpose of the resource allocation method is to minimize both the motor position measurement error and the d-q current measurement error. The cascaded type of control architecture is applied in parallel to each motor to independently control the speed of a motor in the multi motor control system. All the control algorithms are implemented by software using a single microcontroller without using additional microcontrollers. It is illustrated by experiments that the speed and the torque of each motor are controlled precisely by the proposed control architecture with the efficient ADC allocation method.

Automotive Active Suspension Design using LQG/LTR method (LQG/LTR 설계방법을 이용한 자동차 현가장치 능동제어)

  • 박봉철;황재혁
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.86-92
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    • 1993
  • 자동차의 현가장치에 대한 능동제어연구는 국내외적으로 활발히 진행되어 왔다. 수동식현가장치는 단순히 스프링과 감쇠기로 차체의 진동을 수동 제어 하므로 성능 향상에 한계가 존재하게 된다. 수동식 현가장치가 강성계수와 감쇠계수를 조절함으로써 차체로 들어오는 진동을 억제하는 반면, 능동식제 어는 보통 유압을 이용하여 효율적으로 차체에 들어오는 진동을 억제시키게 된다. 일반적으로 자동차가 능동현가장치 설계시 요구되는 사항은 탑승자의 승차감, 조종성, 현가장치의 공간확보 문제, 경제성(제어력), 실제적으로 자동 차에 적용할 수 있는 능동제어기법인가 하는 문제이다. 자동차 능동식 현가 장치는 보통 1/4 car (2자유도계), Full-car 모델 (7자유도계) 등으로 모델링 을 하여 능동제어기를 설계한다. 1/4 car 모델의 특징은 해석이 비교적 단순 하고 현가장치의 동적거동을 이해하는데 유용하고 실험을 하거나 실제 자동 차에 적용하기 쉬운 반면에 Full-car 모델에 비해 제어력의 효율이 떨어진다 는 단점이 있다. 그 이유는 1/4 car 모델은 차체의 동역학적 특성을 고려하 여 설계하지 않았기 때문에 4개의 독립현가차축에서는 오직 그 현가축방향 으로 발생하는 수직방향의 진동만을 제어하기 때문이다. 따라서 동역학적 역 성에 기인하는 운동을 제어하는 비효율적인 제어력이 공급된다는 단점을 갖 는다. 이에 비해 full-car 모델은 주행모드(수직, 롤링, 피칭운동)간의 연성을 고려하여 제어기를 설계할 수 있기 때문에 1/4 car 모델에 비해 제어력의 효 율이 높다는 장점이 있는 반면에 모델이 수학적으로 복잡하므로 제어력을 구하는데 계산량이 많고, 실제 자동차에 적용하기에 복잡하다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 논문에서는 쉽게 실험할 수 있고, 실용화할 수 있는 1/4 car 모델에 대하여 능동제어기를 설계하여 실제자동차에 능동제어기를 적용할 때 참고가 될 수 있도록 하였다. 자동차는 저주파영역의 밴드통과필터 역할 을 하므로 저주파에서의 성능, 특히 탑승자가 민감하게 느끼는 0.5Hz - 10Hz 부근의 주파수성능은 승차감, 조종성에 상당히 중요하다. 이에 본 논문 에서는 0.5Hz - 10Hz 부근의 승차감, 조종성의 향상에 초점을 두고 차체의 속도를 출력변수로 한 LQG/LTR 제어기를 설계하였다. LQG/LTR 설계기법 은 안정도-강인성이 좋은 체계적인 설계기법으로서 전 상태를 측정할 필요 가 없으므로 실제 적용시 효과적이다. 또한 자동차의 제원의 변화에 대한 고 유치의 민감도해석과 새로운 개념으로 안정도-강인성(Robustness)해석을 하 여 수동시스템과 능동시스템의 강인성을 비교하였다.

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Design of the Fuzzy Logic Cross-Coupled Controller using a New Contouring Modeling (새로운 윤곽 모델링에 의한 퍼지논리형 상호결합제어기 설계)

  • Kim, Jin-Hwan;Lee, Je-Hie;Huh, Uk-Youl
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.37 no.1
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    • pp.10-18
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    • 2000
  • This paper proposes a fuzzy logic cross-coupled controller using a new contouring modeling for a two-axis servo system. The general decoupled control approach may result in degraded contouring performance due to such factors as mismatch of axial dynamics and axial loop gains. In practice, such systems contain many uncertainties. The cross-coupled controller utilizes all axis position error information simultaneously to produce accurate contours. However, the conventional cross-coupled controllers cannot overcome friction, backlash, and parameter variations. Also since, it is difficult to obtain an accurate mathematical model of multi-axis system, here we investigate a fuzzy logic cross-coupled controller of servo system. In addition, new contouring error vector computation method is presented. The experimental results are presented to illustrate the performance of the proposed algorithm.

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