• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.925-932
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• 2014

회전체의 자이로스코픽 모멘트가 크거나 회전속도가 고속인 경우 회전속도에 따라 회전체의 동역학적 특성이 변화하는 정도가 커지게 되며, 자기베어링을 이용하여 회전축을 지지하는 경우 자기베어링의 제어기는 회전속도의 영향을 고려하여야 한다. 각 축의 부상력이 해당 축의 센서 출력에 의해서만 결정되는 독립축 제어기는 회전속도에 따른 변화에 대응하기 어려운 구조이나, 혼합축 제어기는 센서출력을 변환하여 진동 모드와 일치하도록 하고 각각의 진동 모드에 대해 독립적으로 제어기가 작동하는 구조로서, 진동 모드에 직접적으로 대응할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 회전체의 유연 모드를 포함하는 자기베어링 시스템의 수학적 모델을 기반으로 혼합축 제어기를 설계하고 제어기의 성능을 ISO 민감도 기준 및 불평형질량 응답 측면에서 평가하였다. 제어기 성능 평가 시 회전속도에 따른 시스템의 동특성 변화를 고려하여, 운전 속도 범위에서 성능 지표를 만족함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제38권6호
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• pp.37-47
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• 2001

인버터를 적용한 유압식 엘리베이터 시스템은, 펌프와 실린더 패킹 및 탑승카의 마찰특성으로 인하여 PID 제어기로는 제어가 되지 않는 데드존이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 슬라이딩모드제어기와 PID 제어기를 혼용하여, 출력혼합기의 출력을 절환시키는 구조를 가진 새로운 하이브리드제어기를 제시하여 제어성능을 향상시킨다. 먼저, 인버터를 적용한 유압식 엘리베이터의 속도제어를 위한 슬라이딩모드제어기 설계방법을 제시하고, 이어서 하이브리드 제어기의 설계방법을 제시한다. 제안된 하이브리드 슬라이딩모드제어기가 극저속 속도영역에서 뿐만 아니라 정상상태를 포함한 전 운전 영역에서 제어 성능이 개선됨을 시뮬레이션 결과를 통하여 보인다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.476-482
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• 2010

본 논문에서는 시간에 따라 종방향 속도가 변하는 무인 수중 잠수정의 경로 추적 제어기 설계 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 경로 추적 제어기는 운동학적 제어기와 동역학적 제어기로 구성된다. 운동학적 제어기는 무인 수중 잠수정이 시간에 따라 속도가 변하는 기준 경로를 따라 가기 위해 종방향 속도와 yaw 각속도를 계산하고, 계산된 값이 동역학적 제어기의 기준 입력 값이 된다. 즉, 동역학적 제어기는 추진력과 회전력을 제어하여 무인 수중 잠수정의 종방향 속도와 yaw 각속도가 운동학적 제어기에서 계산한 값과 일치하도록 설계한다. 이 때 사용한 동역학적 제어기는 무인 잠수정의 옆 미끄럼 속도를 외란으로 가정하고, 종방향 속도와 yaw 각속도를 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용하여 설계한다. 한편 설계된 제어기의 안정도 판별을 위해 Lyapunov 방법을 이용하여 제어기의 안정성을 보인다. 마지막으로, 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 설계된 제어기의 성능을 검증한다.

• 소음진동
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• 제6권1호
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• pp.35-44
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• 1996

본 논문에서는 단일 링크 유연 암 선단위치의 강건제어를 수행하기 위하여 새로운 형태의 퍼지 슬라이딩모드 제어기를 제안하였다. 우선 시스템 불확실성의 경계치를 알고 있다는 가정하에 슬라이딩모드 제어기를 먼저 설계하였다. 슬라이딩 모드 제어기 설계시 주어진 시스템의 슬라이딩모드 운동 중 안정성을 보장하는 슬라 이딩 평면을 최적제어기법으로 설계하였으며, 리칭상태를 최소화 시킴으로써 빠른 응답과 불확실성에 대하여 더욱 강건함을 얻도록 하기 위해서 주어진 초기 조건을 고려하는 이동 슬라이딩 평면을 적용하였다. 또한, 직접 측정이 어려운 속도 상태 변수들의 예측값을 구하기 위하여 비연계 저차 관측기를 설계하였다. 이와같이 설계 된 슬라이딩모드 제어기는 적용시 시스템에 존재하는 떨림현상으로 인하여 실제적인 진동제어 시스템에 적용하는데 어려운 점을 갖고 있다. 따라서 이러한 떨림현상을 감소시키기 위하여 슬라이딩 모드 제어기와 퍼지제어기를 연계시킨 퍼지-슬라이딩 모드 제어기를 구성하였다. 퍼지제어기 설계시 미리 규정된 슬라이딩 평면식과 오차 공간상의 상태점과의 관계로부터 퍼지제어규칙을 선정해 제어기를 설계하였다. 이와 같이 구성된 제어기에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 떨림현상 감소 효과와 불확실성에 대한 강건성 유지를 입증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.267-268
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• 2014

본 논문에서는 LCI (Load Commuted Inverter) 시스템의 구동원리와 제어방식에 대해서 서술하였으며, 알고리즘 검증을 위한 모델링을 매트랩/시뮬링크를 사용하여 진행하였으며, 5kW급 프로토타입을 통해 제어 알고리즘의 성능을 확인하였다. 시스템 속도에 따라 달리하는 구동방식인 강제전류 모드와 자연전류 모드는 동기발전기의 정격속도 10%인 180rpm에서 모드 전환이 이루어지며, 과도상태 및 정격속도까지 안정적인 동작을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.964-965
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• 2008

본 논문은 고속 영구자석형 동기전동기의 센서리스 제어에 관한 것이다. 정지상태에서 초기 기동시 부터 고속영역까지 센서리스 알고리즘을 구현하기 위하여 슬라이딩 모드 관측기를 적용하여 회전자의 회전각을 실시간으로 관측하여 벡터제어 알고리즘을 구현하였다. 슬라이딩 모드 관측기의 채트링을 개선하고 넓은 속도 범위에서 안정된 응답을 얻기 위하여 속도에 따른 가변 이득 알고리즘과 관측기의 수렴을 여부를 판별하여 제한된 PWM 주기 내에서 관측기를 반복수행 관측기의 성능을 개선하는 알고리즘을 제안 하였다. 또한 제안된 알고리즘을 실험을 통하여 검증을 하였다. 초기 기동시 및 고속 영역에서 우수한 성능의 센서리스 알고리즘 구현되었을 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.361-368
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• 2010

본 논문에서는 스테핑 전동기의 고속 위치제어기를 제안하였다. 제안된 위치제어기는 폐루프 및 오픈루프 제어모드를 모두 가지고 있으며, 위치 제어를 위해 직접 토크 각도를 제어하는 방식을 적용하였다. 제안된 스테핑 전동기의 위치제어기는 고속 운전상태에서 위치결정 오차를 감소시키기 위해 메모리에 속도에 따른 내장된 토크 각도와 PI 제어기를 통하여 토크각도를 결정하는 폐루프 제어모드로 동작한다. 제안된 폐루프 제어모드에서 메모리에 내장된 토크각도는 선행적으로 속도에 따른 전동기의 토크각도를 룩-업 테이블로 저장하여 제어량을 결정하게 되므로, 빠른 응답특성을 가지게 되며, 부하 및 관성에 따른 위치오차는 PI 제어기의 제어량에 의해 보상되어질 수 있다. 또한, 저속 운전상태와 정지상태에서는 3가지로 구분된 오픈루프 제어모드가 각각 잔여 위치오차를 보정하게 되며, 급속 정지상태에서의 다이나믹 브레이크 동작을 지원하게 된다. 제안된 위치제어기는 2상 스테핑 전동기의 실시험을 통하여 그 성능을 검증하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권6호
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• pp.79-85
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• 2012

본 논문에서는 항내에서 저속으로 운동(항해)하는 선박의 운동제어문제에 대해 고려하고 있다. 항내에서는 특히 그 운동속도가 느리므로 일반 항해에서와는 달이 저주파대역에서의 운동특성이 중요하다. 대부분의 중대형선박이 항내에서 터그보트에 의해 접안시설로 이동하게 된다. 이러한 사실을 고려하여 대상선박이 4기의 터그보트에 의해 제어되는 선박의 제어계 설계문제에 대해 고찰하고 있다. 주요 연구내용은 크게 두가지로 구분된다. 첫째 비선형특성이 강하게 포함되어있는 선박운동특성을 고려하여 비선형관측기를 설계한다. 이것은 특히 저주파수 대역에서 선박의 위치와 속도 등 제어신호를 계산하는데 필요한 정보를 추정하는데 유효한 방법으로 잘 알려져 있다. 이를 기반으로 외란 등에 강인한 슬라이딩모드 제어기를 설계한다. 결과적으로 비선형관측기를 포함한 슬라이딩모드제어기의 유용성을 시뮬레이션을 통해 검증하였으며 이 결과는 실험을 위한 유용한 기초자료로 활용될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5143-5149
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• 2011

본 논문은 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 적응 속도 센서리스 벡터제어에 대해 제안한다. 적응 슬라이딩 모드 관측기는 전압식을 이용한 전동기 고정자 기준좌표에 의해 회전자 자속성분이 관측된다. Lyapunov 함수에 의해 얻어지는 추가적인 관계로부터 전동기의 속도가 구해진다. 성능 확인을 위해 전통적인 PI 제어기와 슬라이딩 모드 관측기의 추가적인 특성에 대해 시뮬레이션과 실험을 통해 비교하였다. 분석과 비교에 의한 결과에 의하면 시스템의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.240-245
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• 1998

본 논문에서는 전동기의 슬라이딩 모드 제어기가 설계되었다. 슬라이딩 모드 제어기의 단점인 채터링 현상을 제거하기 위해 연속치 제어입력이 제안되었으며 제안된 기법으로 고속 마이크로 프로세서인 DSP를 이용한 유도전동기의 속도제어를 보였다. 슬라이딩 모드하에서의 유도 전동기의 각속도가 지정된 궤적을 추종하도록 동작한다. 실험 결과를 통해 제안된 방법의 유용성을 보였다.