본 논문에서는 영구자석 동기전동기(PMSM)를 위한 비선형 속도제어기와 Takagi-Sugeno 퍼지 기법을 이용한 퍼지 부하 토크관측기를 제안한다. 또한 제안된 비선형 속도제어기와 퍼지 토크관측기가 존재하기 위한 LMI 조건을 유도하고, 제어기와 관측기의 이득 행렬을 계산하기 위한 선형 행렬 부등식(LMI) 매개변수화가 주어진다. 제안된 비선형 속도제어기와 퍼지 부하 토크관측기의 성능을 검증하기 위하여, 모터 파라미터 및 부하 토크 변동 하에서 시뮬레이션 및 실험 결과가 주어졌다.
본 논문에서는 리칭모드 제어기와 신경 회로망을 이용하여 3상 유도전동기의 위치제어 시스템을 구현한다. 리칭모드 제어기는 위치오차와 속도오차의 궤적을 슬라이딩 평면으로 들어가도록 하고 신경회로망의 초기학습을 담당한다. 리칭모드 제어기의 구조는 슬라이딩 평면의 스위칭 함수로부터 간단히 구성하였다. 또한, 신경 회로망은 전향경로 신경망으로 구성되며 비선형 매핑능력과 탁월한 학습능력을 이용하여 유도전동기의 등가제어입력을 학습하도록 하였고 신경 회로망의 입력으로는 모터의 기준속도, 기준위치 및 엔코더를 이용하여 측정된 모터의 실제속도와 위치 등을 이용하였고 온라인 상태로 학습되도록 하였다. 이와 같이 복합적으로 구성된 제어기들을 유도전동기의 위치제어 시스템에 적용하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 타당성을 보이기 위해 기존의 PI 제어기와 비교평가를 하였으며 시뮬레이션과 실험결과로부터 초기운전 상태에서는 리칭모드 제어기가 주로 제어를 담당하지만 시간이 지남에 따라 신경회로망이 학습되어 신경 회로망이 주 제어기가 됨을 확인하였다. 아울러, 제안된 제어기가 PI 제어기보다 우수하고 특히 부하변동과 같은 외란에 강인함을 알 수 있었으며, 정상상태 오차가 현저히 감소하여 정밀한 제어가 가능함을 확인하였다.
In this paper we deal with a design of the integral sliding mode controller to suppress the disturbance force acting on the suspension system of the magnetically levitated train system. One of the important factors that cause the disturbance force acting on the suspension system comes from the low propulsion speed of linear induction motor. In this paper integral sliding mode controller is employed to reject the disturbance force produced by the propulsion system of the linear induction motor. In order to show the effectiveness of the designed controller a dynamic simulation is utilized and the sliding mode controller without integral compensator is compared with the proposed integral sliding mode controller to suppress the disturbance force.
As known generally, when permanent magnets whose poles are upward and downward in order, arranged into the circumferential direction rotate under the conducting plate, the rotating force acts on the plate as well as the repulsive force. If the magnetic field by the magnet wheel(the above rotating permanent magnets) is partially shielded, the magnet wheel over open region can be a linear induction motor. The distinct feature from induction motor is that the traveling magnet field is produced by the moving permanent magnet instead of ac current. Furthermore, a variation of the open region changes the direction of the thrust force. In this paper, we introduce a concept of the linear actuator using the magnet wheel. Under the above shielding condition, a few simulation results and its verification from a simple test setup are described.
본 논문은 주차판 시스템의 토크 최적화에 대하여 다루었다. 주차판 시스템은 독립된 전원 을 가지고 있어야 하므로 주차판 시스템을 움직이는 데 소요되는 모터 구동력을 최소화하는 것이 문제이다. 따라서 이 문제를 해결하기 위해서는 주차판 시스템의 동적인 방정식을 유도하여야 하며, 비선형 미분방정식을 풀어야 하는 어려움이 있다. 본 논문에서는 동적인 방정식을 유도하였으며, 유전 알고리즘을 이용하여 방정식을 풀었으며, 컴퓨터 모의실험을 통하여 결과의 유용성을 보였다.
본 논문에서는 PD 제어기와 신경회로망을 이용하여 3상 유도전동기의 속도제어 시스템을 구현하고자 한다. PD 제어기는 초기의 제어를 담당하며 신경회로망의 초기 학습을 담당한다. 또한, 신경회로망은 비선형 매핑능력과 학습능력이 탁월하기 때문에 제어기로 많이 사용되며 특히 전향경로 신경망은 구조가 매우 간단하기 때문에 본 논문에서는 이를 이용하여 유도전동기의 속도제어 시스템에 구현하였다. 신경회로망의 입력으로는 모터의 기준속도, 엔코더를 이용하여 측정한 모터의 실제 속도와 제어입력 전류를 이용하였고, 온라인 상태로 학습되도록 하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘의 타당성을 보이기 위해 기존에 널리 사용되었던 PI 제어기와 비교평가를 하였으며 시뮬레이션과 실험결과로부터 초기운전 상태에서는 PD 제어기가 주로 제어를 담당하지만 시간이 지남에 따라 신경회로망이 학습되어 신경회로망이 주 제어기가 됨을 확인하였다. 아울러, 제안된 하이브리드 제어기가 PI 제어기보다 우수하고 특히 부하변동과 같은 외란에 강인함을 알 수 있었으며, 정상상태 오차가 현저히 감소하여 정밀한 속도제어가 가능함을 확인하였다.
Light railway system has many characteristics of better accessibility, frequency service, low construction cost, reduced air pollution and medium capacity public transport etc. Light railway system as a urban transportation system has been glowing worldwide since the late 20th century. More than 300 cities around the world have light railway systems. Many medium-size cities in domestic site is planning the construction of light railway. This paper reviews the domestic and foreign light railway system.
본 연구는 Labview Simulation Interface Toolkit과 Matlab/Simulink를 조합한 제어 시스템을 매우 짧은 차간 간격을 요구하고, 차량 간의 충돌을 피하기 위해서 매우 정확한 속도제어를 필요로 하는 개인 고속 이동 시스템에 응용하는 것에 대해서 다룬다. 간단한 차량의 운동방정식을 유도하기 위해서 선형모터를 도입한다. 후미 차량에 의해서 추종되어 져야하는 속도 프로파일은 두 차량(선행차량과 후미차량) 간의 상태정보를 기초로 해서 생성된다. 속도 프로파일 추종을 위한 제어 시스템은 Matlab/Simulink 에 의해서 설계된다. 모의시험 결과는 제안된 제어 시스템이 속도 추종 특성을 평가하는데 효과적임을 보인다.
Light rail vehicle is optimized vehicle system for complex urban circumstance. LRT systems have many merits such as improve accuracy, speediness and safety. There are many LRT systems such as monorail, tram, automated guideway transit, linear induction motor propulsion and so on. These systems have operated in Japan and other advanced countries. In Korea, local government has many projects to apply the advanced LRT system. But there are no standardized specification, performance test specification, construction specification for monorail system, linear induction motor propulsion system, tram in Korea up to now. So, we need to establish of standardized to economical construction and safety. The linear induction motor system has been usually applied in Japan subway and ART(Advanced Rapid Transit) of Canada. In Korea, the linear induction motor system has been adopted for Yongin LRT and currently under construction. This paper covers the contents and technical base for main items of rolling stock, performance standard, carbody structure, bogie, electronic unit and brake equipment in order to implement linear induction motor LRT system according to local conditions.
리니어 스텝핑 모터(Linear Stepping Motor : 이하 LSM이라 칭함)는 운동 변환기구 없이 입력신호에 따라 선형적인 변위를 발생시키는 다이렉트 드라이브(Direct Drive)방식의 전동기이다. 따라서 LSM은 자동반송장치, 의료기기, OA,FA 응용 등에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 LSM은 구동시 구조적으로 큰 진동이 발생됨으로서 추력이 급격히 떨어질 때가 있으며, 최악의 경우에는 역전이나 탈조현상이 발생하고, 또한 소음의 원인이 되기 때문에 응용에 있어서 많은 제약을 받고 있는 실정이다. 여기에 대응하기 위해, 본 논문에서는 권선 인덕턴스에 저장된 에너지와 LSM의 유도전압을 이용한 새로운 1상 여자방식에 의한 진동억제 방법을 보여주며, 또한 LSM의 구조를 기초로 자기등가회로를 구성하였으며, 또한 자기등가회로에 대한 방정식을 이용하여 LSM의 전기적인 등기회로를 유도하였다. 그리고, LSM의 새로운 1상 여자방식에 의한 진동특성을 전압방정식과 추력방정식 및 운동방정식을 사용하여 ACSL에 의하여 시뮬레이션 하였으며, 레이저 실측 시스템에 의한 실측결과와 비교·검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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