수문 제어의 주요기술은 두 개의 실린더가 하나의 수문을 동시에 10[m] 이상 들어 올리는 행정 동안 정밀하게 제어되도록 하여 동기 작동 시키는 것이다. 실린더에 공급되는 유량 및 압력이 일정하지 않으며, 실린더 피스톤의 비선형적인 마찰력에 의해 두 개의 실린더 위치 오차가 발생하게 되면 수문의 개폐 시 비틀림 현상을 야기 시켜서 수문의 마모를 발생시키고, 수문의 개폐작동 불능 현상을 마들기도 한다. 배수갑문용 유압실린더의 위치 및 동기 제어기를 설계하기 위하여 fuzzy PI 제어기를 이용하여 두 개의 실린더의 위치 및 동기 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 효용성을 제시한다.
본 논문에서는 μ-합성법으로 제어기를 설계하여 센서와 구동부가 동일위치에 있지 않은(noncollocated) 탄성-질량 시스템에 적용한다. 스프링 상수값과 제어대상의 부하 질량은 불확실하다고 가정한다 매개변수 불확실성을 포함하고 있는 제어대상은 상태 공간 방정식, 특히 묘사형(descriptor form)을 사용하여 모델링 한다. μ-합성법으로 설계된 H/sub ∞/ 제어기를 표준 H/sub ∞/ 제어기와 비교한다. 두 개의 H/sub ∞/ 제어기 성능을 비교하기 위해, μ-합성 제어기가 구조적 불확실성을 가지고 있다는 것을 제외하고는 서로 동일한 하중함수를 가지고 설계한다. 표준 H/sub ∞/ 제어기와 비교하여 설계된 제어기는 만족스러운 강건 안정성과 강건 성능을 가지는 것을 시뮬레이션과 실험을 통해 확인한다.
레졸바는 엔코더에 비하여 가격면에서 유리하지 않다. 그러나 절대위치를 검지해야 하는 경우와 기계적으로 견고해야 하는 장소에서 정교한 제어에 사용되고 있다. 레졸바에 의한 위치와 속도검출 방법은 일반적으로 관측기를 응용하고 있으며 아날로그신호를 처리해야 하는 부분을 갖고 있다. 본 연구에서는 레졸바의 출력신호를 위치정보인 cos과 sin파형으로 복조하고 복조된 아날로그신호를 제어기에 전송하는 방법을 사용하였다. 제어기의 프로그램에 추정기를 설계하고 극 저속에서 그 동작을 관찰하였다.
본 연구는 터렛 서보 시스템에서 사용되는 고가의 절대형 엔코더를 대체하기 위해서 멀티-턴 가능한 센서리스 위치제어기를 구현하였다. 센서리스 제어를 위해서는 모터의 위치 정보가 필수적이다. 따라서, 터렛 서보시스템에서 사용되는 영구자석형 동기 전동기의 수학적 모델로부터 자속 추정기를 구성하였다. 자속 추정기로부터 회전자 자속을 계산하여 회전자의 속도와 위치 정보를 얻었다. 제로-크로싱 기법을 사용하여, 추정한 회전자 자속이 1회전 할 때마다 하나의 펄스를 생성하여 멀티-턴 횟수를 측정하였다. 모의실험과 실험을 통해 제안한 방법의 유용함을 확인하였다.
본 논문에서는 특정한 형태의 제약 즉, 매니퓰레이터의 자유도와 주어진 제약조건의 차원의 차이가 1이며, 매니퓰레이터의 동역학을 작업영역에서의 축차모델로 나타내었을 때, 변환행렬이 단위행렬로 나타나는 제약을 가지는 불확실한 로봇 매니퓰레이터의 위치/힘 추종을 위한 적응제어기를 제안한다. 제안된 제어기는 비선형 좌표변환을 통하여 얻어진 로봇의 축차모델(reduced-order model)을 이용하여 위치제어와 힘제어의 문제를 분리한다. 특히, 비선형 동적 필터를 이용하여 위치의 측정만을 필요로 하며, 적응제어 기법을 통하여 전역 점근적인 안정성을 보장한다.
최근 자전거의 활용범위가 출퇴근뿐만 아니라, 친환경 헬스케어 부각으로 자전거 타는 것에 많이 이용되고 있는 실정이다. 근래 몇 년 사이에 정부에서도 자전거 전용도로를 도시외각뿐만 아니라 자전거로 출퇴근 이용자들을 위해 안전하게 운행할 수 있도록 자전거 전용도로를 전국에 확대설치 하여 자전거 보급을 확대 하고 있다. 하지만 현재 국내에 많이 보급되어 있는 자전거는 대부분이 외국에서 반제품이 수입되어 국내에서 완제품으로 조림하여 판매되는 제품들이 주를 이루고 있으며, 자전거 부품 중에도 최근 외국에서 개발이 진행되고 있는 전자변속기 또한 외국의 기술들이 도입되어 제품들이 출시되고 있는 실정이다. 이에 외국의 기술적 우위로 인하여 한국의 자전거 산업발전에 어려움이 많은 것이 현실이다. 본 연구에서는 리니어모터를 이용하여 디지털 전동 변속기를 개발 하여, 변속의 신속성, 정확성을 확보하면서, 동시에 외국의 기술적 장벽을 넘고자 한다. 현행 자전거 뒤 변속기의 정확한 변위위치 확보하기 위하여 자전거 핸들에 장착되어 있는 변속레버를 디지털화 하여, 변속을 제어하게 되면 뒤쪽에 설치되어 있는 리니어모터를 위치 제어함으로써 가이드 샤프트 피치에 의하여 변속위치가 정밀하게 제어 할 수 있는 전동 변속기 제어시스템을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 최대 견인력 제어를 위해서 최소 차원 부하 토크 외란 관측기를 이용하여 점착력 계수를 추정하고 추정한 점착력 계수의 미분치를 PI 토크 제어하는 Anti-slip제어를 제안한다. 최소차원 부하 토크 외란 관측기는 회전자의 위치 정보와 토크 전류의 정보를 이용하여 부하 외란토크를 추정하고, 부하 외란 토크에 철도차량 상수를 이용하여 점착력 계수를 추정한다. 또한 부하토크외란 관측기는 구조가 간단하며, 시스템의 외란 및 각종 제어이득, 시스템의 상수 변화에 대해서도 견실한 견인력 제어 특성을 가지고 있다. 이와 같은 시스템의 모델링과 전동기 토크에 대한 회전자의 위치 정보를 이용하여 최소차원 부하 토크 외란 관측기의 상태변수인 점착력 계수를 추정하고, 추정한 점착력 계수의 미분치를 PI토크 Anti-Slip제어하여, 최대 견인력 제어가 되도록 하였다.
본 논문은 매입자석형 동기전동기 (Interior Permanent Magnet Motor, 이하 IPM)의 Sensorless 제어에 관한 것이다. IPM에서 벡터제어를 수행하기 위해서는 계자분 전류와 토크분 전류로 나누어서 제어를 해줘야 한다. 이때, 토크는 영구자석과 직교하는 방향으로 토크분 전류를 인가해줘야 하기 때문에, 영구자속에 의해 발생하는 자속의 정확한 위치를 알아야 하고, 그로 인하여 엔코더 등의 자극위치센서를 사용해야 한다. 따라서, IPM은 일반적으로 Sensored제어를 하게 된다. 그러나, 고가의 장치인 엔코더 등의 자극위치센서를 사용하지 않고 적절한 제어를 수행해주기 위하여 여러 sensorless 기법들이 개발되어 발전되었다. 본 논문에서는 자속추정기를 이용하여 자속을 추정하고, 이를 이용하여 모터의 회전속도 및 회전각을 추정함으로써 Sensorless제어가 가능하였다. 본 제어 알고리즘은 자사 벡터제어 인버터인 iV5를 통해 실험하여 확인하였다.
이 논문에서, 우리는 PMLSM(permanent magnet linear synchronous motor) 시스템에서 발생하는 detent force의 ripple 저감을 위한 진동보상 모델과 제안한 구조에 대한 제어기 설계 방법을 제시한다. 본 논문에서 고려되어진 제어기는 feedforward 보상기, PID feedback 보상기, 그리고 adaptive feedforward 보상기의 세 부분으로 구성된 제어기를 사용한다. 특히, PMLSM의 위치 정밀성 향상에 관한 연구를 위한 정밀 위치 제어의 문제는 PM으로 인해 발생하는 detent force이며, 이를 해결하기 위해 출력신호를 웨이블릿 변환하여 추출 후 이를 보상하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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