• 수산해양기술연구
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• 제36권3호
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• pp.257-265
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• 2000

본 논문에서는 BLDC 서보모터의 속도 제어성 향상을 위해 속도제어계에 2자유도 적분형 최적 제어법을 적용하고 그 결과를 기존의 PI제어계 및 2자유도 PI제어계와 비교하였다. 2자유도 적분형 최적제어법은 PI제어법이 갖는 지령치 추종특성과 외란 억제특성간의 트레이드오프 문제를 해결하고, 제어계의 최적성을 확보하고자 도입되어졌으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 그 유효성을 고찰하였다. 시뮬레이션을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. (1) 2자유도 적분형 최적제어계는 PI제어계에 비해 양호한 지령치 추종성과 외란 및 모델링 오차제거 특성을 보였다. (2) 2자유도 적분형 최적제어계는 제어파라미터인 하중행렬 Q, R 및 W에 대한 제약요건이 없을 경우, 모터의 정격조건 하에서 이들을 적절히 설정함으로써 2자유도 PI제어계보다도 양호한 지령치 추종성과 외란 및 모델링 오차 제거 특성을 얻을 수 있다. (3) 2자유도 적분형 최적제어계는 인가전압 및 전류의 크기를 2자유도 PI제어계의 그것과 동일하게 제약할 경우 2자유도 PI제어계에 비해 지령치 추종에 관한 정정시간 외에는 그다지 우수한 성능을 보이지 않았다. 또한, 실험을 통해 고찰한 PI 및 2자유도 PI제어계의 속도추종성능은 시뮬레이션 결과와 거의 동일하였다. 2자유도 적분형 최적제어계에 대한 실험결과는 논문에 나타내지 못하였으나, PI및 2자유도 PI제어계의 실험결과에서 알 수 있듯이 2자유도 적분형 최적제어계도 시뮬레이션 결과와 같은 경향을 보일 것으로 사료된다. 따라서, 본 논문에서 검토된 방법은 기존의 PI 제어계가 갖는 지령치 추종과 외란억제의 트레이드오프 문제를 상당부분 해결 가능할 것으로 보인다. 또한, 일정의 부하외란 및 모델링 오차내에서는 2자유도 PI제어계 보다 나은 제어성능을 보여 BLDC 모터의 속도 제어성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대가 된다. 향후, 2자유도 적분형 최적제어계의 실험결과를 통한 엄밀한 제어성능검증과 스텝외란 외의 주기성 외란 인가시 2자유도 적분형 최적제어계의 외란제거 방안 등이 검토되어야 할 것으로 사료된다.

• 동력기계공학회지
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• 제4권4호
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• pp.84-91
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• 2000

This paper describes a state feedback controller design method of the integral type magnetic levitation servo system which satisfies the design objectives. The design objective is a $H_{\infty}$ performance, asymptotic disturbance rejection and a robust pole assignment in linear matrix inequality(LMI) region. To the end, we investigated the validity of the designed controller which considering a robust pole assignment region, through results of simulation.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권2호
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• pp.321-330
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• 2001

Magnetic bearing system is frequently used for high-speed rotating machines because of its frictionless property. But the magnetic bearing system needs feedback controller for stabilization. This paper presents a robust controller design by using linear matrix inequality for magnetic bearing system which shows the control performance and robust stability under the physical parameter perturbations. To the end, the validity of the designed controller is investigated through computer simulation.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제8권3호
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• pp.88-95
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• 1994

직류서보 위치제어 계통에서 정합조건을 만족하지 않는 외란의 영향을 제거하기 위하여 편차적분 상태궤환 가변구조제어기(IESFVSC)를 제안한다. 제안되는 제어계는 2차의 서보보상기와 상태궤환 가변구조제어기로 구성되었으며 서보보상기를 포함함으로 인하여 다양한 형태의 외란에 대한 제어계의 강인성을 증가시키는 동시에 편차방정식을 사용하지 않고도 효과적인 목표치 추적능력을 가진다. 제안된 IESFVSC를 직류전동기 위치제어계에 적용하고, 다양한 조건에서 이론적인 해석과 시뮬레이션을 수행함으로서 이 제어계가 정합조건이 만족되지 않는 계단형 및 ramp형 외란이 발생할 경우에도 매우 우수한 정상상태특성과 외란제거성능을 가짐을 입중하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제20권2호
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• pp.125-125
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• 1996

In order to reject the steady-state tracking error, it is common to introduce integral compensators in servosystems for constant reference signals. However, the mathematical model of the plant is exact and no disturbance input exists, the integral compensation is not necessary. From this point of view, a two-degree-of-freedom(2DOF) servosystem has been proposed, in which the integral compensation is effective only when there is a modeling error or a disturbance input. The present paper considers robust stability of this 2DOF servosystem to the unstructured uncertainty of the controlled plant. A robust stability condition is obtained using Riccati inequality, which is independent of the gain of the integral compensator. An example is presented, which demonstrates that the tracking response of the 2DOF servosystem with uncertainty becomes faster when the integral gain made larger under the robust stability condition.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제20권2호
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• pp.57-62
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• 1996

In order to reject the steady-state tracking error, it is common to introduce integral compensators in servosystems for constant reference signals. However, the mathematical model of the plant is exact and no disturbance input exists, the integral compensation is not necessary. From this point of view, a two-degree-of-freedom(2DOF) servosystem has been proposed, in which the integral compensation is effective only when there is a modeling error or a disturbance input. The present paper considers robust stability of this 2DOF servosystem to the unstructured uncertainty of the controlled plant. A robust stability condition is obtained using Riccati inequality, which is independent of the gain of the integral compensator. An example is presented, which demonstrates that the tracking response of the 2DOF servosystem with uncertainty becomes faster when the integral gain made larger under the robust stability condition.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1212-1219
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• 2009

본 연구에서는 실용설계의 새로운 도구로써 제어계의 강인성, 성능, 안정성 등의 설계지침을 정량화하기 쉽고 해가 효율적으로 구해져 주목받는 선형행렬부등식을 이용하여 강인한 LMI 제어기를 설계한다. 우선 다층상 구조물의 진동제어를 위해 수학적 모델링을 행하고 적분형 서보계를 적용한 LMI 제어 기법으로 상태 피드백 제어칙을 설계한다. 다음으로 설계한 제어칙으로 시스템 불확실성의 변동에 대해 시간영역의 설계사양을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하고 실제 적용 가능성을 검토한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.1024-1027
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• 1992

This paper deals with design method of the model following servo system in which optimal regulator probelm is used to design the controllers that make the step/ramp response of the plant be keptclose to a specified ideal step/ramp response of the model. The characteristics of this system is robust in the presence of the specified disturbances or the partameter perturbations of the plant. Especially, by direct feedforward compensator from the reference input the steady state offset of plant output response is excluded and the transient response is improved. Examples are give and the results of the design of the model follwing servo systems are verified by the computer simulation.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.92-101
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• 2010

본 연구에서는 회전체를 지지하는 자기 베어링에 관하여, 2장에서는 적분형 서보계를 이용하여 횡축형 자기베어링 시스템(Horizontal-shaft Magnetic Bearing System: HMBS)에 대한 불확실성을 고려하면서 과도상태 응답개선에 대한 이론적인 고찰과 제어기설계 수식을 유도한다. 그리고 HMBS에 대해 물리 퍼래미터 변동에 대한 강인성과 외란의 영향을 저감하고 기준위치 변경에 따른 추종성을 갖도록 상태 피드백 제어기를 LMI 기법을 이용하여 설계한다. 3장에서는 설계한 제어칙을 가지고 시스템 불확실성의 변동에 대해 시간영역의 설계사양을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하고 실제 적용 가능성을 검토한다.

• 동력기계공학회지
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• 제3권4호
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• pp.79-85
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• 1999

The magnetic levitation system is utilized in the magnetic bearing of high-speed rotor system because of little friction, no lubrication, no noise and so on. The magnetic levitation system needs the feedback controller for the stabilization of system, and gap sensors are generally used to measure the gap. The use of sensor easily goes into troublesome caused by sensor failure discord between the measurement point and the control point etc. This paper gives a controller design method of magnetic levitation system which satisfies the given $H_{\infty}$ control performance and the robust stability of the presence of physical parameter perturbations. To the end, we investigated the validity of the designed controller through results of simulation.