• 전력전자학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.258-266
• /
• 2007

자기부상열차는 초기부상에서 정상상태에 이르는 짧은 시간동안 전류변화가 매우 큰 단점이 있다. 본 연구에서는 이를 안정적으로 제어하기 위해서 다중루프제어를 적용하였다. 제어기가 포함된 전체시스템에 상태방정식의 특성방정식을 구하여 원하는 특성의 제어이득을 쉽게 구할 수 있도록, Bessel function 원형모델을 도입하여 극점을 설정하였다. 설정된 극점을 바탕으로 제어기를 구성하고, 시스템의 특성방정식을 구하여 계수비교 함으로써, 시스템의 안정된 제어 특성을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.553-562
• /
• 2015

This paper presents a strategy and an algorithm for levitation control of an over-actuated passive maglev tray system. The passive maglev tray system has more actuators than its degrees of freedom. The actuators of the system are switching when the tray travels longitudinally. Furthermore, the levitation forces of the actuators are non-homogeneous because the actuation devices are not in the moving platform. These characteristics make a limit in using conventional control approaches for levitation. For smooth actuator switching, the actuator force generation should be dependent on longitudinal positions of the tray. To enable constant pose tracking, this research introduces a control strategy and a control algorithm based on integral controllers on virtual variables. The states of the tray are estimated using a Kalman filter and fed to the proposed controller. The performances of the proposed control strategy and the algorithm are validated through tests.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.731-737
• /
• 2012

새로운 개념의 인공위성 자세제어 작동기에 대한 타당성 연구를 수행하였다. 구체구동기는 단일장치로써 위성의 3축 자세제어가 가능한 구동기이며, 구체 플라이휠과 자기부상 및 회전구동을 위한 전자석으로 구성된다. 구체구동기에 대한 수학적 모델링 및 설계를 통하여 시제품을 제작하였으며, 자기부상이 적용된 조건에서 1축에 대한 구동성능 시험을 수행하였다. 구동성능은 최대속도 7,200rpm 그리고 최대토크 0.7Nm로 측정되었으며, 속도-토크 특성곡선을 이용한 개루프 속도제어를 통하여 우수한 가속 및 감속 속도제어 결과를 확인하였다. 본 구체구동기는 속도 및 토크 제어를 위한 추가적인 연구를 통하여 성능이 개선될 예정이다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.181-186
• /
• 2006

본 논문에서는 자속 궤환을 포함하는 자기부상 시스템의 open-loop 특성에 대해서 다룬다. 훌륭한 외란 억제 특성을 포함하고 파라메타 변동에 대해서 둔감한 제어기를 설계하기 위해서 자속 궤환을 이용하는 것이 효과적일 수 있다. 적절한 센서에 의해서 측정 가능한 자속은 전류와 공극의 시간 변화에 대해서 선형적인 관계를 가지고 있으며, 자속의 궤한은 자기 부상시스템이 본질적으로 갖고 있는 전기적 엑츄에이터와 기계적 플랜트 사이의 간섭에 의해서 발생하는 비선형성을 감소시키는 역할을 한다. 모의시험 결과를 통해서 자속의 궤환이 자기부상 시스템의 부하변동에 대해서 open-loop 성능 향상에 효과적임을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
• /
• pp.119-120
• /
• 2015

본 논문은 학생 캡스톤디자인 작품제작의 결과를 정리한 것으로 MCU와 적외선 거리센서를 이용하여 공의 수평위치를 측정하고 이에 따라 양단 전자석의 강도를 조절하여 공이 중앙에 위치하도록 자동으로 제어하는 볼 밸런서의 구현방법에 대해 소개한다. 탁구공의 위치를 적외선 거리센서로 측정하고 MCU에 PID 제어기 기반의 자동제어 알고리즘을 구현하여 전자석의 강도를 PWM 제어함으로써 탁구공이 중앙에 위치하도록 자동으로 제어한다.

• 공학교육연구
• /
• 제8권1호
• /
• pp.5-19
• /
• 2005

이 논문은 삼척대학교 메카트로닉스 공학부에서 자동제어, 디지털제어, 마이크로 프로세서응용의 실습을 위해 사용되는 자기 부상실습장치의 설계와 제작에 관한 것이다. 이 장치는 MIT 대학의 설계에서 영감을 받아 개발되었으나, MIT의 장치가 아날로그형임에 비해 디지털형으로 개발하였다. 이 실습장치는 아날로그와 디지털 방식으로 동시에 제어하고 모니터할 수 있다. 더구나 부품의 가격은 MIT의 것과 비슷하거나 더 싼 편이다. 그리고 이 장치는 자기 홀 센서나 적외선 센서를 이용하여 제어할 수 있어서 학생들에게는 센서의 사용과 신호처리를 위한 다양한 경험을 얻을 수 있도록 되어있다. 이 설계는 저자들이 제작하여 시험해 보았으며, 학생들에게 실험 프로젝트 형식으로 제공될 것이다. 이 장치는 의도적으로 덜 보상되어지고, 적당한 수준까지만 조립된 상태에서 학생들에게 제공될 것이며, 학생들은 센서신호와 제어기의 성능을 분석한 후 보상기를 설계하고 센서의 신호를 처리할 것이 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.89-89
• /
• 2011

반도체 공정 등에서 $10^{-6}{\sim}10^{-8}$ mbar의 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 고진공 터보분자펌프 (Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하도록 비접촉 방식인 자기부상 방식의 적용이 최근 거의 표준화 되어 있다. 자기베어링 시스템은 전자기력을 이용하여 자성체인 회전축을 부상지지 함으로써 비접촉 고속 회전이 가능하여 윤활이 용이하지 않은 진공 환경 등 가혹한 환경에 적합하며, 터보분자펌프는 자기베어링이 가장 널리 사용되고 있는 분야이기도 하다. 자기베어링 시스템의 설계는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어의 경우 전체 로터 시스템의 특성을 고려하여 설계되어야 하며, 주로 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 및 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 하드웨어 설계와 함께 제어시스템의 설계도 매우 중요하며, 이는 자기베어링 시스템이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동제어 등 여러 가지 기능이 요구되기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 제어를 위한 선형제어시스템의 구성을 실제 시스템의 적용을 통하여 설명하였다. 각 제어기는 DSP 를 이용한 디지털 제어시스템으로 구성되었으며, 2,500 l/s 급의 복합 분자펌프 시작품에 적용하여 25,000 rpm 까지의 기본 성능시험을 수행하였으며, 발열 특성의 개선을 위한 비선형 제어기의 설계 사례에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권3호
• /
• pp.329-335
• /
• 2014

U 자형 전자석 하나로 부상력과 안내력을 동시에 얻는 중 저속 자기부상열차는 안내제어기 없이 곡선을 주행한다. 때문에 곡선, 특히 곡률반경이 매우 작은 곡선 주행 시에 차량이 레일과 물리적 접촉을 방지하기 위해서는 곡선형상의 결정이 세심하게 이루어져야 한다. 특히 완화곡선의 형상이 중요하다. 본 논문에서는 완화곡선 선로를 구성하는 형상 매개변수들의 차량 안내 성능에의 영향도를 분석하는데 목적이 있다. 이를 위하여 차량, 전자석, 부상제어기, 곡선가이드웨이가 통합된 3 차원 자기부상열차 다물체 동역학 모델을 개발하였고, 개발된 모델을 이용하여 곡선형상을 구성하는 매개변수 연구를 수행하였다. 연구 결과는 곡선형상의 결정이나 차량의 대차구조를 설계하는데 이용이 가능하다고 할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 D
• /
• pp.653-656
• /
• 2000

This paper presents an application of $H_\infty$ control design for a magnetic suspension system which has strongly nonlinearity and parameter variations. The designed controller is tested by numerical simulations and experiments.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제35권3호
• /
• pp.26-37
• /
• 1998

본 논문에서는 시험선 $\ulcorner$나래$\lrcorner$에 적용된 자세 제어 기술 및 그 실해역 시험 결과를 보이고자 한다. $\ulcorner$나래$\lrcorner$는 하부 몰수체와 그에 부착된 제어판을 이용하여 선체를 일정량 부상시키는 복합 지지선형을 채택하여 건조된 선박으로서, 본 연구원의 자체 설계를 거쳐 건조된 유인 시험선이다. 이러한 선형의 선박은 부상 상태에서 Heave, Pitch Roll의 3자유도에 대해 복원력이 거의 작용하지 않기 때문에 정적 불안정성을 가지며, 그에 따라 자세 제어 시스템이 필수적으로 요구된다. 시험선 $\ulcorner$나래$\lrcorner$에는 제어판 구동을 위한 유압 구동 장치 및 선체 운동의 계측을 위한 각종 계측 장비가 설치되었다. 제어기로는 PID 제어기가 사용되었으며, 실시간 제어를 위해 Pentium급 산업용 PC가 탑재되었다. 약 3개월 여에 걸쳐 부상 시험 및 조종 시험을 포함한 실해역 시험이 수행되었으며, 만족스런 제어 성능이 발휘됨을 확인하였다.